Арматура калькулятор онлайн: Калькулятор арматуры | Расчет арматуры

Калькулятор веса арматуры | Главный механик

Скачать калькулятор арматуры онлайн и бесплатно получить код можно на этой странице
Одним из видов продукции металлопроката является арматура. Она выпускается в различном исполнении, так как имеет очень широкое применение. Эта продукция работает на растяжение и используется для усиления железобетонных конструкций, причем по нагрузкам может воспринимать нагрузку как на растяжение, так и на сжатие, в зависимости от места применения.

По виду арматура может быть как жёсткой, имеющей различный профиль, например, уголок, швеллер, балка, так гибкой, имеющей вид отдельных прутов, гладких или с периодическим профилем.

Важно различать этот продукт по его классификации для возможности правильно ориентироваться при выборе и применении.

Арматурные прутья в основном применяются для упрочнения железобетонных конструкций. Это могут быть как перекрытия, которые перераспределяют нагрузку на опорные стены, перенося её на фундамент, так и стойки, колоны, и также несущие стены, которые воспринимают нагрузку от перекрытий.

Процесс превращения руды или металлолома в сталь

Поэтому классифицироваться арматурные пруты могут по таким видам:

Классификация по назначению

• арматура как самостоятельный элемент, расчет сечения производится исходя от нагрузки, которую воспринимает сам стержень;
• арматура, связанная в армирующую конструкцию, здесь идет расчет по распределению усилия, выбирая при этом минимальный процент на армирование;
• арматура, которая воспринимает колебание при воздействии различной температуры в сторону усадки или в сторону расширения;
• арматура, которая используется для монтажа, сочетает в себе как пруты, объединенные при помощи сетки;
• арматура, которая используется в качестве закладных деталей в готовых бетонных изделиях.

Классификация по применению в конструкции

• арматура, которая работает в поперечном положении, уберегая всю железобетонную конструкцию от возникновения трещин по наклонной возле опорных колон, и соединяет бетон с зоны сжимания и арматуру с зоны растягивания;
• арматура, которая работает в продольном положении и при этом работает с нагрузкой на растяжение, предотвращая возникновению вертикального вида трещин.

Классификация по условиям работы.

• арматура, которая работает как напрягаемая;
• арматура, которая работает как ненапрягаемая.

Классификация по способу изготовления

• горячекатаные стальные стержневые пруты;
• холоднотянутая арматурная проволока.

Классификация по внешнему виду

• арматура, которая имеет гладкую поверхность;
• арматура, которая имеет на поверхности вид периодического профиля.

По поводу последнего пункта нужно отметить, что он разделяется на три подвида: серповидный, кольцевой и смешанный.

Вид профиля имеет большое значение, так как в зависимости от него будет качество сцепления с бетоном в конструкции.

Первый вид выпускается, в основном, российскими производителями согласно ГОСТ 5781-82, производители из Европы выпускают второй вид профиля, хотя и некоторые российские заводы переходят на выпуск этого профиля. Последний вид профиля относительно новый, выпускают его из высокачественной стали, её класс должен быть не ниже А500, при этом сцепление с бетоном увеличивается на четверть по отношению к двум предыдущим.

Обозначение арматуры в зависимости от применения и характеристик, которые она имеет

Большая буква «А» впереди означает, что арматура имеет вид стержней. Цифры после неё означают класс прочности. Раннее, по ГОСТ 5781-82, после буквы «А» стояла римская цифра – I, II, III,IV,V,VI. Сейчас ставят арабские цифры, например А240, А300, А500.

Если арматура подвергалась термическому упрочнению в процессе изготовления, в обозначении появляется буква «т», например Ат 600, если стоит буква «в», арматура упрочнена вытяжкой. Например Ав500, Вв400.

Если вначале стоит буква «В», это означает, что это арматура проволочная, буква «К» означает, что это канат.

Арматура , особенно горячекатаная, не подлежит соединению при помощи сварки, но если в маркировке стоит буква «С», это означает что сварочные работы возможны, например А400С.

Если в конце стоит буква «к», это означает, что продукт имеет коррозионную стойкость.

Иногда удобней наносить маркировку на торце арматуры краской, где цвет означает определённую марку:

А400С – белый цвет торца, А500С – белый и синий, А600 – жёлтый, А600К – желтый и красный, А600С – желтый и белый, А800 – зелёный цвет, А800К – зелёный и красный, А1000 – синий, А1000К – синий и красный, А1200- черный.

Нормативные документы на выпускаемую арматуру

Размеры арматуры, ее состав, вес и технические характеристики – это величины стабильные и стандартные для продукции. Независимо от того, на каком заводе она выпущены, все должно соответствовать единому ГОСТу на эту продукцию.

Это ГОСТ на арматуру, которая изготавливается способом горячего проката, имеющую как периодический профиль, так и гладкую поверхность.

Профиль прута армированного по ГОСТ 5781-82

В нём также указан химический состав заготовок, из которых затем будет изготовлен пруток.

ГОСТ 5781-82. Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций

Марки стали, применяемые при производстве горячекатанной арматуры.

Что же касается проволоки, изготовленной при помощи холодного волочения, её получают следующим способом: через систему постоянно ссужающихся отверстий протягивают при помощи валков заготовку стержней до нужного диаметра. При этом прочность на разрыв такой арматуры в результате этой операции увеличивается.

Изготавливают проволоку по ГОСТ 6727-80 диаметром до 6 мм, которая служит для армирования конструкций, а также по ГОСТ 7348-81 (СТ СЭВ 5728-86) для проволоки из углеродистой стали для железобетонный конструкций, которые были предварительно напряжены.

Часть волочильного станка для изготовления проволоки

Есть метод упрочнения арматуры и термической обработкой, которую применяют после вытяжки, применяя так называемый отпуск и отпуск под напряжением и стабилизирование.

Холоднотянутая проволока может быть как гладкая, так и иметь периодический профиль. Её диаметр может быть от 3 до 8 мм. Выпускается как в мотках, так и в прутках.

Для расчета веса проволоки берем среднюю плотность стали(7850 кг/м куб.), умножаем на объём арматуры и тогда узнаем её массу. m=p*V

Объем рассчитываем по формуле:

V=3,14 * R2*h, где R это радиус сечения ,h длина арматуры.

Как видите, ничего сложного.

Основные потребители арматуры

Арматуру применяют в почти 90 случаях из 100 как строительный материал, используя в железобетонных конструкциях.

Арматура, маркированная краской. Сразу можно понять, что это А500С.

Такие конструкции это не только жилые и промышленные здания, а также тоннели, мосты, надземные и подземные переходы, метро. Это опоры и балки для трубопроводов и линий электропередач. Применяются для строительства железнодорожных путей и в архитектурных сооружениях для возведения нестандартных конструкций, как больших так и малых объемов.

Продукция, готовая к отгрузке

Предприятия, изготавливающие арматурный прут

Так как арматура применяется в очень ответственных конструкциях, её качество имеет главное значение. Для того, что бы продукция была конкурентоспособной, продукцию должны оценить по международным нормам.

Качественную продукцию выпускает комбинат ЕВРАЗ, который экспортирует продукцию на Юго- Восток, в том числе в Китай и Монголию, а также в страны СНГ. В ассортименте предприятия очень много видов арматурного проката как горячекатаного, так и холоднотянутого. В качестве проволоки выпускается стальная углеродистая холоднотянутая, прокат круглый горячекатанный.

Выпускает проволоку и Златоустовский электрометаллургический завод, большой ассортимент и у Абинского электрометаллургического завода, который специализируется на выпуске строительной арматуры, металлургический завод в г. Владимире выпускает горячекатаные пруты, экспортируя продукцию, которая имеет международную сертификацию, в страны СНГ и бывшего СССР.

Ижевский металлургический завод, который входит в состав холдинга «Мечел», также специализируется на выпуске проволоки разных видов.

Отдельно хотелось бы отметить качество Красноярского металлургического завода, который производить качественную продукцию, которую используют в военной промышленности, авиационной, в том числе и арматуру для строительства ответственных объектов. Свою продукцию экспортирует и в дальнее зарубежье.

Конечно, приобретая проволоку, нужно рассчитать её вес, она ведь поставляется не метражом, а по весу. Поэтому обязательно нужно все прочитать. Для этого у нас на сайте есть специальный онлайн калькулятор, при помощи которого без заморочек можно высчитать любой вес, используя данные из таблицы. Нужно знать вес 1 погонного метра, и диаметр проволоки. Остальное сделает онлайн калькулятор. Он бесплатный и пользоваться им очень просто.

Онлайн калькулятор – Рассчитать вес арматуры 1 метра погонного по ГОСТу + ТАБЛИЦА

Наш онлайн калькулятор поможет рассчитать вес арматуры из углеродистой стали в режиме онлайн. Вам достаточно указать длину изделия и номинальный диаметр (диапазон – от 6 мм до 80 мм.).

Для расчета веса арматуры используется ГОСТ 34028-2016, который содержит значения теоретической массы для каждого диаметра арматуры.

Как рассчитать массу арматуры самостоятельно?

Формула для расчета массы прутка арматуры выглядит следующим образом:

π – число Пи
D – диаметр арматуры, мм
ρ – плотность стали, (7850 кг/м³)
L – длина прутка, м

Арматура представляет собой соединенные друг с другом элементы, используемые в железобетонных изделиях для поддержания растягивающего напряжения или в качестве усиления бетона в месте сжатия.

Арматуру и арматурные сетки применяют при строительных работах, во время возведения фундамента и стеновых конструкций, с использованием монолитного бетона. Чтобы выполнить бетонные работы, необходимо потратить много времени на возведение арматурного каркаса. Для этого делается армирование конструкции с использованием арматурных сеток.

Чтобы рассчитать объем заказа, необходимо определить вес арматуры, и выявить число погонных метров. Отметим, что он указывается в таблице ГОСТов, приведенной выше на странице. Здесь вы найдете все необходимые значения. Также стоит учесть, что вес арматуры устанавливается исходя из расчета диаметра и области эксплуатации периодического профиля.

Как и справочные таблицы, калькулятор арматуры рассчитывает теоретический вес изделия. ГОСТ допускает отклонения геометрических размеров изделия от номинальных. Узнать фактический вес можно путём взвешивания арматуры определённой длины. Точная информация о массе и других характеристиках арматуры указана в паспорте изделия от производителя.

Таблица веса арматуры

ГОСТ 5781-82 (устаревший)

ГОСТ 34028-2016 (актуальный)

КАЛЬКУЛЯТОР МЕТАЛЛОПРОКАТА

Вес арматуры предоставлен сайтом calcus.ru

Загрузка…

Понравилось? Поделись с друзьями!

Перевести арматуру из метров в килограммы. Онлайн калькулятор расчёта веса арматуры

Сферой применения арматуры является строительная индустрия. Данный вид металлоизделий производится в форме прутьев, используемых в качестве основной детали, служащей усилению железобетонных конструкций. Металл принимает на себя основную нагрузку на растяжение и изгиб, позволяя придавать сооружению из железобетона прочность, надёжность и долговечность.

Характеристики металлических стержней А12

Наибольшей востребованностью обладает арматура сечением 12 мм, благодаря удобству и лёгкости. А при вязке каркасов проявляется необходимая жесткость изделия. При строительстве загородных кирпичных домов применяется ленточный фундамент, технология возведения которого требует использования арматуры с малым диаметром. В подобных случаях наиболее пригодны двенадцатимиллиметровые стержни.

В процессе производства арматурных стержней с маркировкой «А12» выполняется ГОСТ 5781-82. Характеристики арматуры А12 по назначению подразделяются на напрягаемые и не подлежащие напряжению. В зависимости от специфики технологического процесса, изделия классифицируются на следующие виды:

Виды арматуры в зависимости от технологии изготовления

• холоднотянутый
  – арматурная проволока, предназначенная для изготовления армированной сетки;
• горячекатанный
  – стальные стержни с округлым сечением, применяемые для армирования конструкций.

Такая продукция изготавливается из разных видов стали, выбор которых зависит от требований и области применения будущего изделия. Арматура с диаметром 12 мм встречается с гладким профилем, что соответствует классу А1 и с рифлёной поверхностью, соответствующей маркировке А3. Металлопрокат поставляется производителями в прутах или бухтах.

Сфера применения арматурных стержней

Двенадцатимиллиметровая арматура широко используется в следующих областях:

Применение арматуры 12 мм в строительстве

• каркасно-монолитное строительство;
• монтаж опорных каркасов;
• армирование бетонных конструкций;
• устройство навесов и лестниц.

Также металлические прутья могут использоваться в качестве анкера при заливке фундамента столбчатого типа. Металлопрокат 12 мм применяют с целью преодоления деформации, формирования основы каркаса, связки отдельных элементов, в том числе и с поперечным расположением.

Вес погонного метра

На вес арматурных изделий влияют различные факторы, среди которых наиболее существенными являются следующие:

• диаметр металлического стержня;
• разновидность поверхности – гладкая либо с поперечным рифлением;
• класс металла.

Российские специалисты для расчёта веса металлических изделий применяют специально разработанные таблицы, основа которых – ГОСТ Р-52544. В соответствии с данным Госстандартом, вес погонного метра арматуры 12 составляет 0,888 кг.

Без применения специальных таблиц рассчитать вес арматуры не составит большого труда. Вес равен объёму тела, умноженному на средний удельный вес. Объём рассчитывается по формуле: площадь сечения, умноженная на длину. Согласно стандартам, за единицу измерения принимается метр.

Таким образом, площадь сечения = Пи * радиус в квадрате (радиус равен половине диаметра). S = 3.14х0,006 2 = 0,00011304.
Соответственно вес = 0,00011304х7850 = 0,8874
, где 7850
– стандартный показатель среднего удельного веса двенадцатимиллиметровой арматуры.

Если под рукой имеется доступ к интернету, то рассчитать массу 1 метра 12 мм арматуры ещё проще, с помощью специальных калькуляторов, позволяющих произвести вычисления армирующих изделий любой марки и толщины.

Сколько метров двенадцатимиллиметровой арматуры в одной тонне

В таблицах, разработанных с учётом ГОСТа для арматуры, приведены следующие данные количества метров, содержащихся в тонне металлопроката:

• диаметр 5 миллиметров
  – 5347 метров;
• 6 мм
  – 4504 м;
• 8
  – 2531;
• 10
  – 1620;
• 12
  – 1126;
• 14
  – 826;
• 16
  – 633.

Из выдержки табличных значений видно, что в одной тонне содержится 1126 метров арматуры с сечением 12 мм. Стандартизированные показатели направлены на облегчение процесса расчёта количества арматурных прутьев, необходимых для создания различных видов фундамента или иных конструкций.

Достоинства арматуры 12 мм

Двенадцатимиллиметровые металлические изделия обладают рядом достоинств, проявляющихся в следующих областях:

• высокий уровень прочности каркасов, выполненных с применением арматурных прутьев;
• достаточная пластичность материала;
• минимальный риск формирования коррозийных повреждений;
• высокая степень устойчивости к таким воздействиям, как химические, термические, механические;
• широкие возможности выполнения различных конфигураций каркасов;
• использование в напряженных железобетонных сооружениях.

Результаты расчётов, осуществляемых с помощью таблиц, формул и калькуляторов, являются усредненными значениями, так как в действительности арматурные прутья обладают не идеально круглым сечением. Для определения необходимого количества металлопроката полученных данных будет достаточно.

Важным моментом при расчётах является тот факт, что расчётный и фактический вес арматуры 12 мм могут отличаться друг от друга. Несмотря на тщательный контроль ГОСТ, металлические прутья изготавливаются из различных типов стали и с разными поверхностями, в связи с чем отклонение значений варьируется в диапазоне 0,2–3%.

Железобетон сегодня является самым распространенным материалом, используемым при строительстве многоэтажных зданий, дорог, тоннелей, мостов и любых других объектов. Арматура является важной составляющей таких конструкций – не армированный бетон, хотя и выдерживает значительные нагрузки на сжатие, практически не работает на изгиб и растяжение, разрушаясь при сравнительно небольших нагрузках. Но использование металлических прутов – обычных или предварительно напряженных – позволяет устранить этот недостаток. Нередко строители оказываются в ситуациях, когда им нужно узнать вес арматуры, для произведения расчетов необходимого количества материала для строительства. В этом им поможет таблица весов арматуры. Её вы найдете ниже в статье, в арматурной таблице, представлены значение массы металлических прутов всех диаметров.

Разумеется, в первую очередь масса прута зависит от толщины. Чем больше диаметр, тем больше будет и вес. Сегодня при строительстве чаще всего применяются металлические пруты диаметром от 6 до 80 миллиметров. Масса 1 м арматуры, самой тонкой, весит всего 222 грамма, в то время как для самой толстой этот показатель составляет 39,46 килограмма. Как видите – разница огромна. Поэтому знание веса арматуры также не будет лишним при расчете давления конструкции на основание – несколько неучтенных тонн нагрузки может губительно сказаться на надежности и долговечности любой постройки.

Сколько весит арматура

Для того чтобы узнать арматурный вес, проще и удобнее всего воспользоваться специальной таблицей, представленной ниже.

Таблица веса арматуры

Все данные, указанные в этой таблице, в полной мере соответствуют действующему ГОСТу. Погрешность может составлять максимум несколько процентов – подобные ошибки не доставят значительных хлопот и точно не станут причиной повреждения конструкции.

Имея таблицу под рукой, можно быстро рассчитать вес арматуры, например, диаметром 32 мм. Найдите соответствующий диаметр в первом столбце и тут же узнаете, что её масса составляет 6,32 кг на 1м, а тонна включает в себя 158,48 метра.

Зачем нужно знать вес?

Часто у профессиональных строителей возникает вопрос – каков вес погонного метра арматуры. Зачем им это нужно? Дело в том, что при закупке прутов для возведения крупных сооружений, она покупается не поштучно, как при индивидуальном строительстве, а тоннами. Но сложно рассчитать, на сколько хватит определенной массы материала, если не знать, сколько весит метр арматуры. Знание же общей массы и удельного веса арматуры, 1 метра, можно за считанные секунды произвести простейшие расчеты, получив общую протяженность металлических стержней. Для этого, берём всю массу необходимых прутов, и делим на вес 1 погонного метра.

Пример расчета

Для армирования балок необходимо 2,5 тонны прутов 25 диаметра. Берем из таблицы величину массы 1 метра, равно 3,85 кг. Далее переводим тонны в килограммы, умножаем на 1000, будет 2500 кг, и делим на 3,85, получаем 649 метров материала. Стандартная длинна металлического прута 11,7 м, чтобы узнать необходимое количество стержней, делим 649 на 11,7, получаем 55,5 шт. Таким образом можно посчитать количество стержней с любым сечением. Это поможет, особенно в частном строительстве, для проверки, правильное ли количество материала вам доставили.

Также может иметь место обратная ситуация. Специалист знает, какое количество материала ему нужно, а также знает оптимальный диаметр. Узнав теоретический вес метра арматуры, ему достаточно умножить это число на общую длину необходимых металлических прутов, чтобы определить, какое количество материала нужно для строительства.

В основном арматурные стержни используют для укрепление бетона. С них вяжут сетку, так она принимает силу растяжения, которая идет на бетон. В строительном секторе, очень часто используют прокат именно с размером сечения 10 миллиметров. И, что бы создать армокаркас или же сетку, нужно знать точный вес арматуры 10 мм. за метр. В этой статье ми поговорим именно об этом стальном продукте.

Вес арматуры всегда обусловлен стандартом ГОСТ5781-82, он говорит какая должна бить масса и другие параметры. Арматура выпускается в двух видах:

• горячекатанным;
• холодночекатанным.

Сам же прокат создается в виде металлических стержней или прутьев.

Арматура 10 мм вес 1 метра

Для оценки стоимости строительства, или же готовых объектов, нужно знать точную массу армированных конструкций. Узнать сколько весит арматура 10 мм. можно простым способом: суммируем длину и умножаем на погонный вес нашего металлопроката.

Для того что бы узнать массу погонного м, нужно свериться с таблицей, в которой выведены все размеры их вес и количество метров в тонне.

Таблица веса и количества метров в тонне арматуры диаметром 10 мм.

Вес 1 метра арматуры размером десять миллиметров представлен в таблице соотношения диаметра и массы одного м. Зная вес арматурной стали согласно ГОСТ 5781-82 можно оценить коэффициент проката (отношение массы арматуры к объему бетона) и вычислить, сколько на понадобиться металлических прутьев (на куб бетона).

Сколько весит арматура 10 мм? Таблица.

Имея под рукой выше изложенную таблицу, Вы всегда будете знать точное количество и массу этого стального продукта с нужным диаметром сечения. Что, не составит большого труда рассчитать стоимость, перед покупкой, тем самим уберечь себя от лишних затрат.

Как произвести самостоятельный расчет?

Без табличных данных общий вес арматурной сетки или вес одного погонного м. можно рассчитать на онлайн калькуляторе, или сделать это самостоятельно. Для этого длину армирующих прутьев сетки, например, площадью 1м2, умножают на удельную массу одного погонного метра армостержней. Объем стали для 1 м. исследуемого металлического цилиндра равняется 1 метр x (∏ x D2 x / 4).

Вес арматурного стержня будет равен производному от полученного объема и удельной массы арматуры, которая равняется 7850 кг/м3. Эта упрощенная методика позволяет рассчитать массу в килограммах одного метра арматурных стержней, а также перевести вес в единицы длины (метры).

Изготовление арматурной стали регламентируется стандартом ГОСТ 5781-82. В документе прописаны технические требования и условия, классификация, сортамент, методы испытаний и другие требования к изделию. Ниже представлены некоторые справочные таблицы из ГОСТ 5781-82, с помощью которых можно узнать теоретическую массу одного метра арматуры. Вес изделия также можно рассчитать самостоятельно, или с помощью этого калькулятора.

Таблица: Теоретическая масса 1 погонного метра арматуры по ГОСТ 5781-82

Для чего нужен онлайн калькулятор?

Мы предлагаем сервис, который содержит два в одном: калькулятор веса арматуры по массе и по метру. Таким образом, можно узнать длину готового изделия, зная вес, или наоборот – узнать вес изделия определённой длины. Онлайн калькулятор арматуры пригодится при составлении проектно-сметной документации и расчётов металлических конструкций. С его помощью также можно узнать стоимость готового изделия, указав цену за метр или тонну.

Как пользоваться калькулятором?

• Выберите метод вычисления (по длине или по массе).
• Выберите диаметр арматуры из всплывающего списка.
• Введите значение «Масса» или «Количество метров».
• При необходимости, укажите цену одного метра или тонны.
• Нажмите красную кнопку «Рассчитать».
• В левом верхнем углу, в колонке «Результаты расчёта» вы увидите полученные данные.

Как рассчитать вес самостоятельно?

Зная номинальный диаметр и плотность материала, можно самостоятельно выполнить расчет веса арматуры. Считается он по формуле m = D х D х Pi / 4 х ro
, согласно которой масса одного метра арматуры равняется теоретической массе круга с тем же диаметром. Значения из формулы:

• m – искомая масса арматуры.
• D — номинальный диаметр арматуры.
• ro — плотность материала.
• Pi – число Пи.
  

Плотность регламентированной ГОСТ-ом арматуры из углеродистой стали составляет 7850.00 кг/м 3 .

Как узнать фактический вес арматуры?

Как и справочные таблицы, калькулятор арматуры рассчитывает теоретический вес изделия. ГОСТ допускает отклонения геометрических размеров изделия от номинальных. Узнать фактический вес можно путём взвешивания арматуры определённой длины. Точная информация о массе и других характеристиках арматуры указана в паспорте изделия от производителя.

Ответ на вопрос, сколько метров арматуры в 1 тонне, интересует как проектировщиков, так и строителей. Данная информация нужна для определения массы и стоимости сооружения, а также для правильной организации работ при закупке и доставке на строительную площадку. Эта задача возникает из-за того, что результаты прочностных расчётов прутков представлены в метрах, а чтобы купить их, необходимы данные в тоннах.

Разновидности

Для фундаментов, железобетонных конструкций, газоблочных домов применяют сталь круглого и периодического профиля. Последняя имеет вид цилиндрических стержней с поперечными выступами, образованными по винтовой линии и двумя продольными рёбрами. Имеется вариант, в которых выполнены правый и левый заходы на противоположных сторонах прутьев для улучшения сцепления с бетоном (используется для сталей высокой прочности).

Основной величиной, по которой определяется количество арматуры, это её номинальный диаметр (d), независимо от того, какая поверхность: гладкая или с различного вида рифлением. В соответствии со стандартами площади поперечного сечения периодического профиля (некруглые) и имеющие форму круга того же диаметра, идентичны. Следовательно, равны и их массы, приходящиеся на 1 метр.

Согласно ГОСТ 5781-82 выпускается горячекатаная – А1000 (буква А обозначает метод производства, а число – предел текучести в МПа):

По стандарту 10884-94 изготавливают термомеханически упрочнённые стержни:

Технология расчета

Известно несколько способов определения количества погонных метров прутьев в тонне (L):

• Используя формулу вычисления массы тела по известному объёму и плотности (ρ): L = (4∙1000)/(ρ∙π∙d 2) (1), где: ρ = 7850 кг/м 3 – плотность стального проката для теоретических расчётов, d – берётся в метрах, 1 тонна = 1000 кг.

• Используя данные по из соответствующих стандартов на изготовление.

Число погонных метров в одной тонне узнать достаточно просто: L = 1000/q, где q – масса 1 метра (кг/м).

Ниже приведено количество метров арматуры в тонне по этой методике и выражению (1).

По стандарту Р52544-2006 возможно производство номеров профилей арматурных прутьев, удельный вес которых не указан в нормативном документе (4,5; 5,5; 6,5; 7; 7,5; 8,5; 9; 9,5; 45; 50 мм). Как видно из сравнения расчётов по формуле (1) и данных, полученных на основании удельного веса, результаты несколько различаются (расхождения составляют 0,36-1,0 %). Чтобы купить необходимое количество стержней, применительно к размерам, не вошедшим в стандарт, оценка по формуле (1) вполне приемлема, особенно с учётом допусков на изготовление тонны проката.

Помимо теоретических имеет место эмпирический метод определения числа метров армирующих изделий в тонне путём их непосредственного взвешивания. Данный способ является наиболее достоверным, а точность его зависит от погрешности используемых весов, например, подвесных крановых.

Главная » Водоснабжение » Перевести арматуру из метров в килограммы. Онлайн калькулятор расчёта веса арматуры

Перевод длины арматуры в тонны. Онлайн калькулятор расчёта веса арматуры. Расчет по нормативному весу

Изготовление арматурной стали регламентируется стандартом ГОСТ 5781-82. В документе прописаны технические требования и условия, классификация, сортамент, методы испытаний и другие требования к изделию. Ниже представлены некоторые справочные таблицы из ГОСТ 5781-82, с помощью которых можно узнать теоретическую массу одного метра арматуры. Вес изделия также можно рассчитать самостоятельно, или с помощью этого калькулятора.

Таблица: Теоретическая масса 1 погонного метра арматуры по ГОСТ 5781-82

Для чего нужен онлайн калькулятор?

Мы предлагаем сервис, который содержит два в одном: калькулятор веса арматуры по массе и по метру. Таким образом, можно узнать длину готового изделия, зная вес, или наоборот – узнать вес изделия определённой длины. Онлайн калькулятор арматуры пригодится при составлении проектно-сметной документации и расчётов металлических конструкций. С его помощью также можно узнать стоимость готового изделия, указав цену за метр или тонну.

Как пользоваться калькулятором?

• Выберите метод вычисления (по длине или по массе).
• Выберите диаметр арматуры из всплывающего списка.
• Введите значение «Масса» или «Количество метров».
• При необходимости, укажите цену одного метра или тонны.
• Нажмите красную кнопку «Рассчитать».
• В левом верхнем углу, в колонке «Результаты расчёта» вы увидите полученные данные.

Как рассчитать вес самостоятельно?

Зная номинальный диаметр и плотность материала, можно самостоятельно выполнить расчет веса арматуры. Считается он по формуле m = D х D х Pi / 4 х ro
, согласно которой масса одного метра арматуры равняется теоретической массе круга с тем же диаметром. Значения из формулы:

• m – искомая масса арматуры.
• D — номинальный диаметр арматуры.
• ro — плотность материала.
• Pi – число Пи.
  

Плотность регламентированной ГОСТ-ом арматуры из углеродистой стали составляет 7850.00 кг/м 3 .

Как узнать фактический вес арматуры?

Как и справочные таблицы, калькулятор арматуры рассчитывает теоретический вес изделия. ГОСТ допускает отклонения геометрических размеров изделия от номинальных. Узнать фактический вес можно путём взвешивания арматуры определённой длины. Точная информация о массе и других характеристиках арматуры указана в паспорте изделия от производителя.

Если Вам нужно узнать вес погонного метра трубы, арматуры или другого проката, то наиболее удобным и простым решением является наш калькулятор металла.

Сначала Вы выбираете номенклатуру, по которой хотите произвести расчет метров в тонны.

Далее Вы выбираете размер продукции.

Для удобства использования калькулятора мы разработали интерактивную строку поиска, которая облегчит выбор размера продукции

Если это круглый прокат, то в списке представлены диаметры (арматура 10,12 и т.д., круг).

В случае если Вы хотите узнать вес трубы, то обратите внимание на толщину стенки.

Чтобы узнать вес листа, нужно выбрать толщину, и далее расчет массы будет происходить на квадратные метры.

Затем в одно из полей вносятся данные в метрах или тоннах

Если Вы будете вводить значения в поле «метры» («кв. метры», чтобы узнать вес листа), тогда вы узнаете общую
массу всей длины (например, вес арматуры).

В случае если Вас интересует расчет длины по массе, то ввод данных нужно производить в поле «тонны».

Вы можете записать и распечатать полученные результаты

Наш калькулятор позволяет записывать полученные расчеты в специальном поле, чтобы Вы легко могли видеть свои последние вычисления. Для этого Вам необходимо нажать на кнопку «Записать», и в специальном поле появится результат Ваших расчетов.

Также, после того как Вы рассчитали все необходимые данные, можно нажать на кнопку «Печать» и в удобной форме получить распечатку полученных результатов.

Вы можете сравнить цены на выбранные позиции у всех поставщиков.

Для этого нужно записать Ваши вычисления. Обратите внимание, чтобы в поле с записанными результатами были позиции, которые Вам интересны. Далее, нажимаете «Рассчитать всю заявку онлайн», и система переведет Вас на страницу, где будут показаны результаты обработки цен поставщиков.

При вязке каркасов, сеток, а также при возведении фундамента основным элементом является арматура. Что касается частного строительства, то здесь одним из самых востребованных является металлопрокат с диаметром 12 миллиметров. Выгодное соотношение прочности и доступной цены позволяет использовать арматуру 12 мм при строительстве частного дома.

Для чего нужно знать вес металлопроката? Понадобиться это величина для оценки стоимости строительных работ на разных этапах. Обычно вес уже рассчитан в проекте для каждой конструкции, где используется металлопрокат А12, А3 или любая другая марка. Если же в планах сделать расчет постройки самостоятельно или же просто хочется подробно разобраться в этом моменте, то этот материал ответит на все вопросы. Изучив статью, читатель сможет самостоятельно провести расчет и узнать вес арматуры 12 мм, А3 или другой марки.

Расчет выполняется в погонных метрах – специальных величинах, используемых обычно в строительных работах. В таблице также указанна масса одного погонного метра. При этом продается арматура по массе, а не по длине. Задача у строителя довольно простая: узнать, сколько метров потребуется для всех конструкций, а затем перевести их в единицы массы. Ниже указана подробная и простая таблица, которая поможет узнать вес одного погонного метра.

В этой таблице необходимо найти нужный диаметр (D), в данном случае это 12 мм. Во второй графе указан D – эти данные не особо нужны, да и перевести 12 мм довольно просто (необходимо поделить 12 мм на 100, в итоге получится 0,12 м). Третья графа таблицы является наиболее важной – здесь указана масса м на кг. Метр металлопроката 12 миллиметров вести 0,888 килограмм. Также для примера можно взять прутья 10 мм, вес которых составляет 0,617 кг. Последняя графа показывает, сколько в одной тонне метров.

Калькулятор

Самостоятельный расчет

Теперь читатель знает, сколько весит один метр. Но чтобы лучше разобраться в работе, нужно понимать, по какой схеме проводится расчет. Поняв суть, строитель сможет вычислять вес одного погонного метра прутьев с диаметром 12 или 10 мм. Чтобы выполнить расчет, необходимо действовать по следующей схеме:

Объем одного погонного метра можно получить по следующей формуле: 1м х (0,785 х
D х
D). Здесь буква «
D» обозначает диаметр круга. Общая масса перемножается с удельным весом прутьев, он во всех случаях будет 7850 кг/м3. Чтобы узнать, сколько весит метр, нужно знать объем.

Для примера можно самостоятельно высчитать массу одного метра арматуры 10 мм. Первым делом необходимо получить объем – 1м х (0,785 х 0,010 х 0,010) = 0, 00010124 м3. Масса прутьев 10 мм – 00010124 м3 х 7850 = 0,616 кг. Если посмотреть таблицу, то один метр арматуры 10 весит 0, 617 кг. Сколько весит метр прутьев 14 или 16 можно узнать по такой же схеме.

Количество метров в одной тонне

Выше показан расчет для 10 мм. Количество метров в тонне также можно высчитать без использования специализированных таблиц. Здесь стоит обратиться к строительным нормативам, в которых сказано, что в ленточном основании должно быть не менее 0,1% прутьев по отношению к железобетонной конструкции. Выглядит такая формулировка довольно сложно. Чтобы понять, как это работает, стоит разобрать пример:

1. Берется ленточное основание, площадь которого составляет 2400 квадратных см.
2. Далее понадобится коэффициент, для этой формулы это 0, 001.
3. Полученный объем перемножается с коэффициентом – 2400 х 0,001 = 2,4 см2.
4. На следующих этапах без справочной информации уже обойтись не получится. Здесь понадобится пособие, в котором указано необходимое количество стержней. Для арматуры с диаметром 10 и 12 мм достаточно два стержня.

Что нужно знать об A12 арматуре

Изготавливаются прутья из стали, марка которой зависит от требований к прочности, износу и другим параметрам. Обычно строители выбирают прутья из низколегированного металла. Нельзя сказать, что это самая надежная и долговечная сталь, но при этом она обладает важным преимуществом – низколегированный металл можно обрабатывать с помощью дуговой сварки.

Марка A12, как и арматура с диаметром 10 мм, обычно используется для придания прочности конструкции, сделанной из железобетона. Также эти прутья являются основным элементом в строительстве каркасных конструкций. Помимо этого параметра также нужно обращать внимание на прокат, он различается по классам:

• Периодический профиль – А3. Арматура класса А3 имеет поперечное рифление.
• Гладкий профиль – А1. В отличии от А3, арматура класса А1 идет без рифления.

Приобрести арматуру, независимо от диаметра или класса А3, можно в бухтах или прутах.

Количество метров и штук арматуры в 1 тонне зависит от диаметра используемого прута. Знать это необходимо при закупке материала, чтобы самостоятельно можно было проверить количество поставленного товара, а так же рассчитать объём арматуры для армирования монолитных конструкций.

Метраж арматуры в тонне: пример расчета, таблица

Разберем на примере, как производится подсчет, узнаем, сколько метров арматуры диаметром 12 мм в 1 тонне.

Для расчета нам необходимо знать массу 1 метра, смотрим , он равен 0,888 кг. Теперь 1000 кг делим на 0,888 кг, получаем 1126,13 м. Для удобства, ниже представлена таблица, в которой сразу указан метраж самых популярных в строительстве стальных стержней.

Зная сколько метров в 1 т., можно без труда перевести арматуру из метров в тонны. Например: выполним перевод 8956 м., прутов диаметром 12 мм., в тонны. Для этого 8956/1126,13=7,953 (т). Таким способом можно перевести хлысты любого размера, просто деля общую длину на длину в 1000 кг.

Количество штук арматуры в тонне: пример расчета, таблица

Зная метраж стержней в 1000 кг., можно произвести расчет по штучно. Как это делать, тоже разберем на примере, подсчитаем, сколько штук арматуры 12 мм в 1 тонне, длиной 12 м и 11,7 м (самые распространённые длинномеры выпускаемые заводами).
Для подсчета количества штук, берем общий метраж в одной тонне, для прутов 12 мм., он равен 1126,13 м, и делим на длину прута 12 м, получаем 93,84 штуки, для прута длиной 11.7 м, результат 96,25 шт. В таблице ниже представлено количество хлыстов самых распространённых размеров (расчетные значения округлены до десятых).

Пример расчета с помощью таблицы: допустим для и армопояса надо 600 кг арматуры 10 мм. Для того чтобы её было удобно транспортировать, 12 метровые пруты порезали по 6 м. Чтобы узнать их количество берем табличное значение 135 (штук в тонне) и умножаем на 0,6, равно 81 шт. Так как их поделили пополам, 81 умножаем на 2, получаем 162 прута по 6 метров.

Не забывайте, что при резки арматуры на короткие пруты, её расход для армирования конструкции увеличивается, так как придется делать большее количество нахлестов. Стоит это учесть при подсчете и покупке материала для строительства.

По данным таблицам, вы сможете рассчитать необходимый тоннаж прутков для , монолитного пояса и других армирующих конструкций, исходя из метража строения. А так же, сможете сами подсчитать, правильно ли вам привезли материал, пересчитав его количество.

Расчет арматуры фундамента онлайн калькулятор. Арматура для фундамента. ArmaturaSila.ru

Справка

Калькулятор арматуры 1

Рассчитает общий вес арматуры, ее общий объем, вес одного метра и одного стержня арматуры.
По известным диаметру и длине арматуры.

Калькулятор арматуры 2

Рассчитает общую длину арматуры, ее объем и количество стержней арматуры, вес одного метра и одного стержня.
По известным диаметру и общему весу арматуры.

Расчет основан на весе одного кубического метра стали в 7850 килограмм.

Расчет арматуры для строительства дома

При строительстве дома очень важно правильно рассчитать количество арматуры для фундамента. Сделать это вам поможет наша программа. С помощью калькулятора арматуры можно, зная вес и длину одного стержня узнать общий вес необходимой вам арматуры, либо необходимое количество стержней и их общую длину. Эти данные помогут быстро и легко рассчитать объем арматуры для выполнения необходимых вам работ.

Расчет арматуры для разного типа фундаментов

Для расчета арматуры нужно также знать и тип фундамента дома. Здесь существует два распространенных варианта. Это плитный и ленточный фундаменты.

Арматура для плитного фундамента

Плитный фундамент применяется там, где на пучинистый грунт требуется установить тяжелый дом из бетона или кирпича с большими по массе железобетонными перекрытиями. В таком случае фундамент требует армирования. Производится оно в два пояса, каждый из которых состоит из двух слоев стержней, расположенных перпендикулярно друг к другу.
Рассмотрим вариант расчета арматуры для плиты, длина стороны которой составляет 5 метров. Арматурные стержни размещаются на расстоянии порядка 20 см друг от друга. Следовательно, для одной стороны потребуется 25 стержней. На краях плиты стержни не размещаются, значит, остается 23.
Теперь, зная количество стержней, можно рассчитать их длину. Здесь следует обратить внимание, что пруты арматуры не должны доходить до края 20 см, а, значит, исходя из длины плиты, длина каждого стержня составит 460 см. Поперечный слой, при условии, что плита имеет квадратную форму, будет таким же. Также мы должны рассчитать количество арматуры, необходимое для соединения обоих поясов.
Предположим, что расстояние между поясами 23 см. В таком случае одна перемычка между ними будет иметь длину в 25 см, так как еще два сантиметра уйдут на крепление арматуры. Таких перемычек в нашем случае будет 23 в ряду, поскольку они делаются в каждой ячейке на пересечении поясов арматуры. Располагая этими данными, мы можем приступать к расчету с помощью программы.

Арматура для ленточного фундамента

Ленточный фундамент используется там, где на не слишком устойчивом грунте предполагается возводить тяжелый дом. Представляет собой такой фундамент ленту из бетона или железобетона, которая тянется по всему периметру здания и под основными несущими стенами. Армирования такого фундамента также производится в 2 пояса, но благодаря специфике ленточного фундамента арматуры на него потребляется гораздо меньше, а, значит, и стоить он будет дешевле.
Правила раскладки арматуры примерно те же, что и для плиточного фундамента. Только стержни должны оканчиваться уже в 30-40 см от угла. А каждая перемычка должна на 2-4 см выступать за прут, на котором она лежит. Расчет вертикальных перемычек осуществляется по тому же принципу, что и при подсчете необходимой длины арматуры для плитного фундаменты.
Обратите внимание, что и в первом, и во втором случаях арматуру необходимо брать с запасом минимум в 2-5 процентов.

Расчет фундамента онлайн калькулятор

Расчет фундамента онлайн калькулятор

Иркутскдом.рф #8212; Профессиональные строительные калькуляторы

Сегодня мы будем с вами рассчитывать ленточный фундамент с помощью онлайн калькулятора.

Для расчета фундамента прежде всего надо обращаться к специализированным проектным организациям.Д анный калькулятор скорее обзорный, но он даст вам информацию о том, какой материал необходимо использовать и в каком количестве для того,чтобы потом оформить заявку.

Открываем калькулятор, выбираем из имеющихся типов фундаментов ту иконку,обозначающую фундамент наиболее близкий к вашему. Выбираем марку бетона из имеющихся вариантов. Пускай это будет условно м300, ширина-лента. Снизу находится чертеж, который условно обозначает те ширины, длины и другие характеристики размерности вашего фундамента, которые представлены в таблице. Чтобы свериться с условными обозначениями в таблице и на рисунке,мы туда вниз подглядываем.

Пусть условно у нас лента будет 8х8 м2, высота ленты по умолчанию уже обозначена 70 см, толщина ленты также прописана по умолчанию 40 см. Давайте пропишем 50 см. Выполним также с вами расчет арматуры и расчет аппаловки. Расчет арматуры мы выполняем с условным обозначением длины стержня арматуры 11,7 м. Аппаловку мы берем с вами по умолчанию с шириной доски 15 см,длиной 6 м и толщиной 25мм. Жмем «рассчитать» и получаем условный чертеж, условное описание характеристик вашего ленточного фундамента. Для нас главным значением, которые мы здесь искали, является объем фундамента, которые мы заказываем для строительства нашего объекта. В дальнейшем мы с вами видим характеристики ленты. Здесь мы также видим характеристики арматуры, которую мы располагаем в этом фундаменте. Здесь есть как и размерные характеристики, так и характеристики самой арматуры по поставке материала на объект т.е мы можем с вами определить вес метериала, который нам необходимо заказать на этот объект. Также мы видим количество материала на опалубку, которую нам необходимо заказать,чтобы выполнить фундамент.

Ссылку на ресурс, где мы производили расчет, вы найдете в описании под видео. Пишите какие обозоры вам интересны.

расчет фундамента онлайн калькулятор

Онлайн калькулятор ленточного фундамента

Упрощение строительной работы

Не знаете, как быстро и надежно посчитать, сколько бетона может понадобится при строительстве ленточного фундамента? В этом вам поможет онлайн калькулятор на нашем сайте. Этот ресурс, который работает онлайн, сможет подсказать, какой диаметр арматуры и объем бетона, будет необходимы для постройки основы ленточного типа.

Все, что вам понадобится для произведения расчета – ввести данные строительного элемента в специальные поля. Затем следует нажать на кнопку “Рассчитать” и мгновенно получить необходимую цифру. Что именно необходимо указывать в полях калькулятора?

• Периметр будущего строения или, по-другому, суммарная длина ленты.
• Ширина ленты, на которой будет закладываться фундамент следует ввести в метрах.
• На какой глубине предполагается возведение. Также указывается в единице измерения #8212; метры.
• В последнее поле вводится вес арматуры. Он указывается в килограммах на один квадратный метр.

Стоит учитывать, что ленточный фундамент – это строительная полоса, которая является несущей стеной объекта и является одним из самых основных элементов. Не ошибиться в расчетах и не допустить серьёзных ошибок, поможет наш онлайн калькулятор.

Содержание1 Технология производства профнастила2 Стандартные требования к мини-производству2.1 Производственный процесс3 Изготовление профиля4 Оборудование для производства4.1.

Содержание1 Разновидности профнастила2 Строительные объекты из профнастила2.1 Комплектующие для профлиста2.2 Аксессуары для профнастила3 Особенности маркировки.

Содержание1 Самые распространенные материалы2 Заборы из профнастила3 Прелести установки деревянных ограждений4 Советы по установке забора.

Источники: http://svoyabesedka.ru/calc/kalkulyator-armatury, http://news.xn--d1ahgallkjij.xn--p1ai/raschet-fundamenta-onlajn-kalkulyator/, http://rusograda.ru/servisy/kalkulyator-lentochnyj-fundament

Комментариев пока нет!

Калькулятор онлайн арматуры на фундамент

Калькулятор расчета ленточного фундамента

С помощью данного онлайн калькулятора вы можете рассчитать количество бетона, арматуры, досок опалубки необходимых для обустройства ленточного железобетонного фундамента. Также, калькулятор произведет комплексный расчёт стоимости материалов. Перед выбором типа фундамента, обязательно проконсультируйтесь со специалистами, подходит ли данный тип для ваших условий. Инструкция по работе с калькулятором.

При работе особое внимание обращайте на единицы измерения вносимых данных!

Результаты расчета

Распечатать Послать на email

Если калькулятор оказался для Вас полезным, пожалуйста нажмите на одну или несколько социальных кнопочек. Это очень поможет дальнейшему развитию нашего сайта. Огромное спасибо.

Инструкция по работе с калькулятором

Данный онлайн-калькулятор поможет вам рассчитать:

• площадь основания фундамента (например, для определения количества гидроизоляции, чтобы накрыть готовый фундамент)
• объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом
• количество арматуры, автоматический расчет ее веса, исходя из ее длины и диаметра
• площадь опалубки и количество пиломатериала в кубометрах и в досках
• необходимое количество материалов для приготовления бетона — цемент, песок, щебень
• а также ориентировочную стоимость всех стройматериалов

Шаг 1: Первое — выберите тип фундамента исходя их вашего проекта. Затем задайте длину, ширину, толщину, а также высоту фундаментной ленты. Правильно сориентироваться вам помогут приложенные рисунки-схемы.

Шаг 2: Далее, заполните поля для расчета арматуры и опалубки. При расчете арматуры необходимо указать параметры будущего арматурного каркаса. Для опалубки укажите размеры заготовленных досок.

Шаг 3: При расчете бетона имейте ввиду, что количество цемента, требуемое для изготовления одного кубического метра бетона различное в каждом конкретном случае. Это зависит от марки цемента, желаемой марки получаемого бетона, размеров и пропорций наполнителей. Значения по умолчанию для пропорций и количества цемента, песка и щебня даны справочно, так, как обычно рекомендуют производители цемента. Вы можете изменить эти значения в соответствии с вашими требованиями.

Шаг 4: При расчете стоимости стройматериалов обратите внимание, что стоимость песка и щебня в калькуляторе указывается за 1 тонну. В прайсах же поставщиков цена чаще всего объявляется за кубический метр. Так что пересчитывать цену за тонну песка и щебня вам придется самостоятельно или уточнять у продавцов. В любом случае, расчет все же поможет вам узнать ориентировочные расходы на строительные материалы для заливки фундамента.

При планировании, не забудьте еще про проволоку для вязки арматуры, гвозди или саморезы для опалубки, доставку строительных материалов, расходы на земляные и строительные работы.

Ленточный фундамент своими руками

Фундаментом называется подземная часть здания или сооружения, принимающая нагрузки и передающая их на грунт. Самым популярным видом фундамента при строительстве домов считается ленточный фундамент. Такое распространенное применение ленточного фундамента объясняется его универсальностью и доступной стоимостью. Перед тем как приступить к строительству, нужно сделать выбор между мелкозаглубленным и заглубленным ленточным фундаментом.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Мелкозаглубленный фундамент экономит, как бюджет, так и время. И трудозатраты будут значительно меньше, так как для его сооружения не потребуется глубокий котлован. Используется такой фундамент для облегченных конструкций небольшой площади:

• домов из дерева
• газобетонных сооружений или зданий, построенных из газобетонных и пенобетонных блоков, высота которых не превышает 2 этажа
• монолитных зданий с несъёмной опалубкой
• небольших сооружений, построенных из камня

Глубина мелкозаглубленного фундамента достигает полметра.

Заглубленный ленточный фундамент

Такой фундамент применяется для постройки сооружений с тяжёлыми стенами, бетонными перекрытиями, подвалом или подземным гаражом. Длину заглубления фундамента нужно рассчитать заранее. Сначала необходимо определить уровень промерзания грунта, затем вычесть 30 см и уже на этой глубине закладывать фундамент.

Подготовка к работе

Чтобы самостоятельно возвести ленточный фундамент, вначале обязательно нужно провести точное планирование. Необходимость тщательных расчетов объясняется тем, что фундамент является одним из важнейших конструктивных элементом любого здания или дома. Допущенные в начале строительства ошибки могут спровоцировать негативные последствия в ходе эксплуатации дома.

Разметка

Разметку проводят, нанося на земле как внешние, так и внутренние границы будущего фундамента. Для этого лучше всего использовать колышки или прутья арматуры и веревки.Но эффективней будет воспользоваться специальными приборами, такими как лазерные нивелиры. Помните, что большие погрешности в разметке заметно отразятся на внешнем виде готовой постройки.

Для достижения идеальных результатов нужно:

• определить ось возводимого сооружения
• при помощи отвеса наметить угол, от него под углом 90 градусов натянуть веревку к ещё двум углам сооружения
• с помощью угольника определить ещё один угол
• проверить углы, ориентируясь на диагонали. Если проверка дала положительные результаты – натянуть между ними веревку
• взяться за внутреннюю разметку, отступая от внешней разметки на расстояние толщины будущего фундамента

Когда закончите с разметкой, изучите перепады поверхности на месте постройки и выберите самую низкую точку для отсчёта глубины траншеи и исключения разницы в высоте фундамента. Если здание планируется небольшим, то глубина котлована может составлять 40 см.

Устройство подушки и гидроизоляция ленточного фундамента

На готовую траншею следует уложить песчаную подушку с добавлением гравия. Рекомендованная высота каждого слоя составляет 120-150 мм. После этого каждый слой необходимо пролить водой и утрамбовать для увеличения плотности. Чтобы изолировать готовую подушку, нужно на неё выложить прочную гидроизоляционную пленку.

Установка опалубки ленточного фундамента

Опалубка обычно изготавливается из струганных досок толщиной приблизительно 40-50 мм. Можно использовать для этой цели шифер.

При возведении опалубки контролируйте вертикальность. Рекомендованная высота каркаса над землёй равна 30 см. Это нужно, чтоб соорудить небольшой цоколь. В опалубке укладываются асбестобетонные трубы для ввода в здание канализации и водопровода.

Проложите между бетоном и опалубкой полиэтиленовую пленку, это защитит опалубку от загрязнения.

Укладка арматуры

Следующий этап – установка арматуры. Арматурные стержни сечением 10-12 мм связываются специальной вязальной проволокой так, чтобы стороны квадратных ячеек равнялись 30-40 см. Арматура может быть как стальная, так и стеклопластиковая.

Не рекомендуется использовать для крепления арматуры сварочный аппарат, чтобы избежать коррозии в местах сварки. Размещая арматуру в траншее, следите за отступами от краев. Рекомендуемый отступ – 50 мм.

Вентиляция и коммуникации

Далее необходимо обеспечить вентиляцию фундамента и предусмотреть технологические отверстия для ввода коммуникаций в здание. Возьмите часть асбоцементной или пластиковой трубы и привяжите его к арматуре.

Заливка ленточного фундамента бетоном

Заполняйте опалубку бетоном постепенно. Толщина слоев составляет 15-20 см, во избежание пустот и увеличения общей прочности трамбуйте слои специальным инструментом – деревянной трамбовкой, либо глубинным вибратором.

Можно заказать готовую бетонную смесь с завода или сделать ее самому с помощью бетономешалки. Рекомендуемая пропорция цемента, песка и щебня такова: 1:3:5.

Слои не должны отличаться составом. В холодную погоду следует применять подогреватель бетона и морозостойкие добавки, в жаркую — поливать бетон водой.

Окончание работ

По окончанию заливки бетона, его следует закрыть пленкой для предотвращения высушивания и оставить набирать прочность минимум на 2 недели.

Как выполнить расчет количества арматуры для ленточного фундамента при помощи онлайн-калькулятора + вычисления параметров опалубки и сечения

Ленточный фундамент занимает основное место среди всех опорных конструкций для зданий и сооружений.

Он способен эффективно работать на самых сложных грунтах, имеет оптимальный набор эксплуатационных качеств.

Монолитные конструкции ленты не теряют своих рабочих качеств до 150 лет, что превышает срок службы стен дома.

Такие высокие возможности возникли из-за высокой жесткости и прочности ленты, которые обеспечивает совместная работа бетона и металлической арматуры.

Каждый из них выполняет свою функцию, в сумме обеспечивая надежность и высокую несущую способность ленточного основания.

Как работает арматура в ленточном фундаменте

Арматурный каркас необходим для компенсации осевых противонаправленных (растягивающих) нагрузок, возникающих в ленте при появлении деформирующих воздействий — изгибающих или скручивающих усилий.

Особенность бетона состоит в способности принимать гигантские давления без каких-либо последствий.

При этом, он практически беззащитен перед разнонаправленными усилиями, быстро покрывается трещинами и разрушается.

Поэтому для ленты крайне опасны любые усилия, приложенные в одной точке — например, боковые или вертикальные нагрузки пучения. Арматурные стержни предназначены для приема этих усилий на себя.

Существует горизонтальная (рабочая) и вертикальная арматура. Основные нагрузки принимают горизонтальные стержни.

Они имеют больший диаметр и рифленую поверхность, обладающую хорошим сцеплением с бетоном.

Вертикальные стержни выполняют две функции:

• Фиксация рабочей арматуры в необходимом положении до момента заливки бетоном.
• Частичная компенсация скручивающих усилий.

Первая задача основная, а вторая — дополнительная, поскольку наличие таких специфических нагрузок наблюдается довольно редко.

В большинстве случаев вертикальная (гладкая) арматура служит лишь опорной конструкцией, удерживающей рабочие стержни в необходимом положении до момента заливки.

Они довольно толстые, так как заливка — процесс с достаточно интенсивными воздействиями на каркас, сосредоточенными в одной точке (место падения тяжелого материала в опалубку), а также распределенными по всей длине (штыкование, обработка виброплитой).

Онлайн калькулятор

Как рассчитать ленточный фундамент дома? В этой вам может специально разработанный сервис — строительный калькулятор ленточного фундамента.

Инструкция по работе с калькулятором

В сети интернет имеется немало онлайн-калькуляторов, помогающих рассчитать параметры ленточных фундаментов по всем важным позициям. Расчет арматуры с их помощью занимает буквально пару минут.

Например, на сайте необходимо лишь внести собственные данные в соответствующие окошечки программы и нажать кнопку «рассчитать».

Дается схема армирования, в которой надо указать основные параметры — количество рабочих стержней в одном ряду, общее число рядов, расстояние между вертикальными прутками и т.п. В отдельном окне указывается стоимость арматуры за единицу.

В результате программа выдает количество арматуры и общую цену. Расчет производится просто и быстро, кроме арматуры ресурс выдает параметры всех элементов ленты — опалубки, количества бетона и т.д.

Недостатком данного калькулятора можно считать необходимость заранее знать схему армирования, диаметр стержней и рыночную стоимость материала.

Если требуется определить количество и сечение стержней, ресурс бесполезен. Он дает только количественную информацию, не касаясь качественных моментов, что иногда не совсем то,что нужно.

Порядок расчета

Рассмотрим, как рассчитать арматурный каркас ленты самостоятельно.

Прежде всего, необходимо определить количество рабочих стержней в одном ряду. Для этого понадобится использовать требование СП 52-101-2003, ограничивающее максимальное расстояние между соседними прутками в 40 см.

Учитывая, что глубина погружения рабочей арматуры не должна превышать 2-5 см, получаем:

• Для лент толщиной менее 50 см — 2 рабочих стержня.
• Для лент шире 50 см — 3 стержня.

В случаях, когда можно использовать и 2, и 3 стержня в одном ряду, обычно стараются подстраховаться и принять большее значение, так как фундамент — ответственный и важный участок постройки.

Вторым этапом является определение диаметра рабочих стержней. Для этого понадобится рассчитать площадь сечения рабочей части ленты, умножив ширину на высоту.

Общая площадь сечения арматуры составляет 0,1% от сечения (это минимально возможное значение, его можно увеличить, но нельзя уменьшать).

Получив это значение, надо разделить его на число рабочих стержней. По таблице диаметров арматурных прутков находится наиболее удачный вариант, который и принимается в работу.

Диаметр вертикальной арматуры выбирается исходя из высоты ленты:

• При высоте до 60 см — 6 мм.
• От 60 до 80 см — 8 мм.

Диаметр поперечных стержней обычно принимается равным 6 мм.

Для подсчета количества рабочих стержней надо умножить их число в решетке на общую длину ленты, после чего полученное значение делится на длину рабочего прутка (обычно 6 м, но это значение лучше узнать у продавцов точно).

Вертикальную арматуру рассчитывают путем умножения количества хомутов на длину единицы.

Количество получают делением общей длины ленты на шаг хомутов (обычно 50-70 см).

Пример вычисления необходимых параметров

Рассмотрим расчет арматуры для ленточного фундамента на примере.

Допустим, что высота ленты составляет 100 см, а ширина — 40 см (распространенный вариант мелкозаглубленного фундамента).

Тогда площадь сечения составит:

40 • 100 = 4000 см2.

Определяем общую площадь сечения арматуры (минимальную):

4000 : 1000 = 4 см2.

Поскольку ширина ленты составляет 40 см, то в одной решетке нужно разместить 2 стержня, а общее количество составляет 4 шт.

Тогда минимальная площадь сечения одного прутка составит 1 см2. По таблицам СНиП (или из иных источников) находим наиболее близкое значение. В данном случае можно использовать арматурные стержни толщиной 12 мм.

Определяем количество продольных стержней. Допустим, общая длина ленты составляет 30 м (лента 6 : 6 м с одной перемычкой 6 м).

Тогда количество рабочих стержней при длине 6 м составит:

(30 : 6) • 4 = 20 шт.

Определяем количество вертикальных стержней. Допустим, шаг хомутов составляет 50 см.

Тогда при длине ленты 30 м понадобится:

Определяем длину одного хомута.

Для этого от ширины и высоты сечения отнимаем по 10 см и складываем результаты:

(40 — 10) + (100 — 10) = 120 см. Длина одного хомута равна 120 • 2 = 140 см = 2,4 м.

Общая длина вертикальной арматуры:

2,4 • 60 = 144 м. Количество стержней при длине 6 м составит 144 : 6 = 24 шт.

Виды и размеры

Существует две основные разновидности арматуры:

Металлические стержни, используемые для сборки арматурного каркаса, имеют ребристую или гладкую поверхность.

Ребристые стержни идут на горизонтальную (рабочую) арматуру, так как они имеют повышенную силу сцепления с бетоном, необходимую для качественного выполнения своих функций.

Вертикальные прутки, как правило, гладкие, так как их задача сводится к поддержанию в нужном положении рабочих стержней до момента заливки. Диаметр стержней колеблется в пределах от 5,5 до 80 мм. Для частного домостроения используются рабочие стержни 10, 12 и 14 мм и гладкие 6-8 мм.

Композитная арматура состоит из разных элементов:

Наиболее широко применяется стеклопластиковая арматура.

Она имеет наибольшую прочность, самая жесткая и устойчивая к растягивающим нагрузкам из всех остальных вариантов.

Как и все виды композитных стержней, стеклопластиковая арматура полностью устойчива к воздействию влаги.

Производители заявляют о неизменности эксплуатационных качеств в течение всего периода службы, но на практике справедливость такого утверждения пока не проверена. Проблема композитной арматуры в сложности технологии, из-за которой качество материала у разных производителей заметно отличается.

Кроме того, композитные стержни не способны сгибаться, что неудобно при сборке каркасов и снижает прочность угловых соединений каркаса.

Как сделать правильный выбор

Выбор арматурных стержней основан на расчетных данных и предпочтениях строителей.

Обычно выбирают металлические стержни, хотя и композитную арматуру с каждым годом все активнее применяют при строительстве ленточных оснований. Предпочтение металлическим пруткам отдается из-за возможности придать им необходимый изгиб, чего со стеклопластиковыми стержнями сделать невозможно.

Особенно это важно при строительстве лент с криволинейными участками или при наличии углов перелома, отличных от 90°.

Кроме того, металлическая арматура экономичнее, так как позволяет делать хомуты из одного прутка, без необходимости создавать несколько точек соединения.

Диаметры стержней давно отработаны на практике, нередко их выбирают без предварительного расчета — при ширине ленты около 30 см используют пруток 10 мм, для лент шириной 40 см выбирают 12-мм стержни, а при ширине более 50 см — 14 мм. Толщину вертикальной арматуры определяют по высоте ленты, до 70 см выбирают 6 мм, а при высоте свыше 70 см — 8 мм и более.

Полезное видео

В данном разделе Вы также сможете посмотреть как производится расче на примере реальной стройки:

Заключение

Грамотно выбранная схема армирования и сам материал обеспечивают прочность и устойчивость ленты к возможным нагрузкам.

Сложные и проблемные грунты, склонные к пучению или сезонным подвижкам, требуют ответственного и внимательного подхода к армированию ленты.

Необходимо учитывать, что все расчетные значения определяют минимальные параметры конструкции, требующие некоторого увеличения для определенного запаса прочности.

Выбирая арматуру и схему армирования, надо умножать все значения на 1,2-1,3 (коэффициент надежности), чтобы снизить риск появления непредвиденных факторов.

Онлайн калькулятор расчёта веса арматуры. Удельный вес арматуры всех диаметров

Железобетон сегодня является самым распространенным материалом, используемым при строительстве многоэтажных зданий, дорог, тоннелей, мостов и любых других объектов. Арматура является важной составляющей таких конструкций – не армированный бетон, хотя и выдерживает значительные нагрузки на сжатие, практически не работает на изгиб и растяжение, разрушаясь при сравнительно небольших нагрузках. Но использование металлических прутов – обычных или предварительно напряженных – позволяет устранить этот недостаток. Нередко строители оказываются в ситуациях, когда им нужно узнать вес арматуры, для произведения расчетов необходимого количества материала для строительства. В этом им поможет таблица весов арматуры. Её вы найдете ниже в статье, в арматурной таблице, представлены значение массы металлических прутов всех диаметров.

Разумеется, в первую очередь масса прута зависит от толщины. Чем больше диаметр, тем больше будет и вес. Сегодня при строительстве чаще всего применяются металлические пруты диаметром от 6 до 80 миллиметров. Масса 1 м арматуры, самой тонкой, весит всего 222 грамма, в то время как для самой толстой этот показатель составляет 39,46 килограмма. Как видите – разница огромна. Поэтому знание веса арматуры также не будет лишним при расчете давления конструкции на основание – несколько неучтенных тонн нагрузки может губительно сказаться на надежности и долговечности любой постройки.

Сколько весит арматура

Для того чтобы узнать арматурный вес, проще и удобнее всего воспользоваться специальной таблицей, представленной ниже.

Таблица веса арматуры

Все данные, указанные в этой таблице, в полной мере соответствуют действующему ГОСТу. Погрешность может составлять максимум несколько процентов – подобные ошибки не доставят значительных хлопот и точно не станут причиной повреждения конструкции.

Имея таблицу под рукой, можно быстро рассчитать вес арматуры, например, диаметром 32 мм. Найдите соответствующий диаметр в первом столбце и тут же узнаете, что её масса составляет 6,32 кг на 1м, а тонна включает в себя 158,48 метра.

Зачем нужно знать вес?

Часто у профессиональных строителей возникает вопрос – каков вес погонного метра арматуры. Зачем им это нужно? Дело в том, что при закупке прутов для возведения крупных сооружений, она покупается не поштучно, как при индивидуальном строительстве, а тоннами. Но сложно рассчитать, на сколько хватит определенной массы материала, если не знать, сколько весит метр арматуры. Знание же общей массы и удельного веса арматуры, 1 метра, можно за считанные секунды произвести простейшие расчеты, получив общую протяженность металлических стержней. Для этого, берём всю массу необходимых прутов, и делим на вес 1 погонного метра.

Пример расчета

Для армирования балок необходимо 2,5 тонны прутов 25 диаметра. Берем из таблицы величину массы 1 метра, равно 3,85 кг. Далее переводим тонны в килограммы, умножаем на 1000, будет 2500 кг, и делим на 3,85, получаем 649 метров материала. Стандартная длинна металлического прута 11,7 м, чтобы узнать необходимое количество стержней, делим 649 на 11,7, получаем 55,5 шт. Таким образом можно посчитать количество стержней с любым сечением. Это поможет, особенно в частном строительстве, для проверки, правильное ли количество материала вам доставили.

Также может иметь место обратная ситуация. Специалист знает, какое количество материала ему нужно, а также знает оптимальный диаметр. Узнав теоретический вес метра арматуры, ему достаточно умножить это число на общую длину необходимых металлических прутов, чтобы определить, какое количество материала нужно для строительства.

Все сведения о том сколько весит арматурный прокат содержит таблица весов арматуры. Вес арматуры определяют, исходя из веса 1 метра. Вес арматуры, таблица определяет не только вес одного погонного метра, но и указывает на количество метров в тонне данного металлопроката. Масса арматуры зависит от диаметра проката, имеющего рифления или без рифлений.

Классы арматуры

Арматурный прокат подразделяют на:

Свариваемый, обозначающеюся индексом С;

Стойкий против коррозионного растрескивания под напряжением, обозначающуюся индексом К;

Не свариваемый, не имеющую индекса С;

Нестойкий против коррозионного растрескивания, не имеющую индекса К.

Вес арматурного проката зависит от диаметра, классификация не влияет на вес погонного метра арматуры.

В настоящее время промышленность выпускает арматурный прокат без индекса «С». Такой прокат сваривается плохо, в месте сварки он становится хрупким, что может снижать прочность каркаса. Обычно его соединяют при помощи проволоки. Для частного строительства чаще всего используют следующие классы: поперечную с гладкой поверхностью с обозначением А240 (Аl) ; продольную и поперечную — А400С (Аlll), А500С (Аlll).

Поставку арматурной стали, диаметра до 12 мм могут осуществляют в мотках. Вес арматуры, таблица дает сведения как для прутков, так и для мотков. Все диаметры арматуры: маленькие и большие изготавливают прутками, имеющими длину от 6 до 12 м мерной длины или немерной. Также часто применяют сварные сетки, предназначенные для армирования плит перекрытия, фундаментов, стен и др.

Подразделяют в зависимости от условий применения на:

Горячекатаную, которую после производства не подвергают дальнейшему упрочнению, механические свойства обеспечиваются химическим составом стали;

Термически упрочненную, которую подвергают термической обработке для увеличения прочностных качеств (повышение прочностных характеристик арматурной стали достигают путем закалки).

Вес упрочненной, а также неупрочненной арматуры зависит от диаметра.

Свойства связаны с:

Величиной напряжения;

Пластическими свойствами материала;

Стабильностью структуры.

Арматурный прокат обладает:

Прочностью и надежностью;

Способностью выдерживать различные температуры;

Устойчивостью к коррозии.

Ее изготавливают из стали 3, Ст5, Ст10ГТ, Ст25Г2С, Ст35ГС, Ст30ХГ2С, Ст60ГС, Ст80С, Ст20ХГ2Ц, Ст23Х2Г2Ц, Ст20ХГСТ, Ст23Х2Г2Т и др. с диаметрами от 6 до 40 мм. 1 метр арматуры диаметра 6 мм весит 0,222, и в тонне металлопроката помещается 4504, 5 метра. Арматура 12, вес погонного метра составляет 0,888 кг, а тонна 12мм проката содержит 1126,13 метров. 1 метр арматуры 40-го размера весит 9,87 кг, а 1 тонна арматуры содержит чуть больше 101-го метра сорокового арматурного проката.

Самым главным предназначением данного типа металлопроката является использование ее для армирования перекрытий, стен, плит, блоков, затяжек, электрических столбов. Самой «ходовой» является прокат с диаметрами 8-12 мм. Применение его более эффективно, так как тонна арматуры меньшего диаметра имеет большую длину. Широко применяют в быту и сельском хозяйстве. Из нее делают столбики для ограждений, каркасы, накрытия, арки для теплиц. Кроме того, такой прокат применяют в качестве запасных частей и комплектующих в машиностроении и станкостроении, горнодобывающей промышленности.

Количество метров и штук арматуры в 1 тонне зависит от диаметра используемого прута. Знать это необходимо при закупке материала, чтобы самостоятельно можно было проверить количество поставленного товара, а так же рассчитать объём арматуры для армирования монолитных конструкций.

Метраж арматуры в тонне: пример расчета, таблица

Разберем на примере, как производится подсчет, узнаем, сколько метров арматуры диаметром 12 мм в 1 тонне.

Для расчета нам необходимо знать массу 1 метра, смотрим , он равен 0,888 кг. Теперь 1000 кг делим на 0,888 кг, получаем 1126,13 м. Для удобства, ниже представлена таблица, в которой сразу указан метраж самых популярных в строительстве стальных стержней.

Зная сколько метров в 1 т., можно без труда перевести арматуру из метров в тонны. Например: выполним перевод 8956 м., прутов диаметром 12 мм., в тонны. Для этого 8956/1126,13=7,953 (т). Таким способом можно перевести хлысты любого размера, просто деля общую длину на длину в 1000 кг.

Количество штук арматуры в тонне: пример расчета, таблица

Зная метраж стержней в 1000 кг., можно произвести расчет по штучно. Как это делать, тоже разберем на примере, подсчитаем, сколько штук арматуры 12 мм в 1 тонне, длиной 12 м и 11,7 м (самые распространённые длинномеры выпускаемые заводами).
Для подсчета количества штук, берем общий метраж в одной тонне, для прутов 12 мм., он равен 1126,13 м, и делим на длину прута 12 м, получаем 93,84 штуки, для прута длиной 11.7 м, результат 96,25 шт. В таблице ниже представлено количество хлыстов самых распространённых размеров (расчетные значения округлены до десятых).

Пример расчета с помощью таблицы: допустим для и армопояса надо 600 кг арматуры 10 мм. Для того чтобы её было удобно транспортировать, 12 метровые пруты порезали по 6 м. Чтобы узнать их количество берем табличное значение 135 (штук в тонне) и умножаем на 0,6, равно 81 шт. Так как их поделили пополам, 81 умножаем на 2, получаем 162 прута по 6 метров.

Не забывайте, что при резки арматуры на короткие пруты, её расход для армирования конструкции увеличивается, так как придется делать большее количество нахлестов. Стоит это учесть при подсчете и покупке материала для строительства.

По данным таблицам, вы сможете рассчитать необходимый тоннаж прутков для , монолитного пояса и других армирующих конструкций, исходя из метража строения. А так же, сможете сами подсчитать, правильно ли вам привезли материал, пересчитав его количество.

При вязке каркасов, сеток, а также при возведении фундамента основным элементом является арматура. Что касается частного строительства, то здесь одним из самых востребованных является металлопрокат с диаметром 12 миллиметров. Выгодное соотношение прочности и доступной цены позволяет использовать арматуру 12 мм при строительстве частного дома.

Для чего нужно знать вес металлопроката? Понадобиться это величина для оценки стоимости строительных работ на разных этапах. Обычно вес уже рассчитан в проекте для каждой конструкции, где используется металлопрокат А12, А3 или любая другая марка. Если же в планах сделать расчет постройки самостоятельно или же просто хочется подробно разобраться в этом моменте, то этот материал ответит на все вопросы. Изучив статью, читатель сможет самостоятельно провести расчет и узнать вес арматуры 12 мм, А3 или другой марки.

Расчет выполняется в погонных метрах – специальных величинах, используемых обычно в строительных работах. В таблице также указанна масса одного погонного метра. При этом продается арматура по массе, а не по длине. Задача у строителя довольно простая: узнать, сколько метров потребуется для всех конструкций, а затем перевести их в единицы массы. Ниже указана подробная и простая таблица, которая поможет узнать вес одного погонного метра.

В этой таблице необходимо найти нужный диаметр (D), в данном случае это 12 мм. Во второй графе указан D – эти данные не особо нужны, да и перевести 12 мм довольно просто (необходимо поделить 12 мм на 100, в итоге получится 0,12 м). Третья графа таблицы является наиболее важной – здесь указана масса м на кг. Метр металлопроката 12 миллиметров вести 0,888 килограмм. Также для примера можно взять прутья 10 мм, вес которых составляет 0,617 кг. Последняя графа показывает, сколько в одной тонне метров.

Калькулятор

Самостоятельный расчет

Теперь читатель знает, сколько весит один метр. Но чтобы лучше разобраться в работе, нужно понимать, по какой схеме проводится расчет. Поняв суть, строитель сможет вычислять вес одного погонного метра прутьев с диаметром 12 или 10 мм. Чтобы выполнить расчет, необходимо действовать по следующей схеме:

Объем одного погонного метра можно получить по следующей формуле: 1м х (0,785 х
D х
D). Здесь буква «
D» обозначает диаметр круга. Общая масса перемножается с удельным весом прутьев, он во всех случаях будет 7850 кг/м3. Чтобы узнать, сколько весит метр, нужно знать объем.

Для примера можно самостоятельно высчитать массу одного метра арматуры 10 мм. Первым делом необходимо получить объем – 1м х (0,785 х 0,010 х 0,010) = 0, 00010124 м3. Масса прутьев 10 мм – 00010124 м3 х 7850 = 0,616 кг. Если посмотреть таблицу, то один метр арматуры 10 весит 0, 617 кг. Сколько весит метр прутьев 14 или 16 можно узнать по такой же схеме.

Количество метров в одной тонне

Выше показан расчет для 10 мм. Количество метров в тонне также можно высчитать без использования специализированных таблиц. Здесь стоит обратиться к строительным нормативам, в которых сказано, что в ленточном основании должно быть не менее 0,1% прутьев по отношению к железобетонной конструкции. Выглядит такая формулировка довольно сложно. Чтобы понять, как это работает, стоит разобрать пример:

1. Берется ленточное основание, площадь которого составляет 2400 квадратных см.
2. Далее понадобится коэффициент, для этой формулы это 0, 001.
3. Полученный объем перемножается с коэффициентом – 2400 х 0,001 = 2,4 см2.
4. На следующих этапах без справочной информации уже обойтись не получится. Здесь понадобится пособие, в котором указано необходимое количество стержней. Для арматуры с диаметром 10 и 12 мм достаточно два стержня.

Что нужно знать об A12 арматуре

Изготавливаются прутья из стали, марка которой зависит от требований к прочности, износу и другим параметрам. Обычно строители выбирают прутья из низколегированного металла. Нельзя сказать, что это самая надежная и долговечная сталь, но при этом она обладает важным преимуществом – низколегированный металл можно обрабатывать с помощью дуговой сварки.

Марка A12, как и арматура с диаметром 10 мм, обычно используется для придания прочности конструкции, сделанной из железобетона. Также эти прутья являются основным элементом в строительстве каркасных конструкций. Помимо этого параметра также нужно обращать внимание на прокат, он различается по классам:

• Периодический профиль – А3. Арматура класса А3 имеет поперечное рифление.
• Гладкий профиль – А1. В отличии от А3, арматура класса А1 идет без рифления.

Приобрести арматуру, независимо от диаметра или класса А3, можно в бухтах или прутах.

Вес арматуры – очень важный параметр и для возведения , и для строительства различных построек (к примеру — ). Масса металлических элементов должна учитываться при планировке строительства самого здания. От нее зависит стержней в свободных и напряженных зонах, расстояние между прутьями и т.д.

Кроме этого, от веса погонного метра металлических стерней будет зависеть стоимость строительства. Дешевле приобрести металлические стержни на оптовых базах, где цена указывается за тонну. Расчет же в строительстве производится в погонных метрах. Поэтому важно уметь посчитать, сколько метров прута в одной тонне.

1
Таблица соответствия веса арматуры для разных диаметров

Стандартная масса арматуры того или иного диаметра регламентируется стандартами ГОСТ 5781-82. Таблица стандартных расчетов величин выглядит так:

Данная таблица абсолютно проста в применении. В первой колонке выбираем диаметр стержня в мм, которая будет использоваться, во второй колонке сразу видим вес одного погонного метра стержня данного типа.

Третья колонка показывает нам количество погонных метров арматуры
в одной тонне.

1.1
Расчет веса арматуры

Первый и самый простой способ, позволяющий узнать, сколько весит метр арматуры – использование электронного калькулятора для аналогичных расчетов.

Для работы с ним необходимо знать лишь диаметр стержня, с которым мы будем работать. Все остальные параметры расчетов уже заложены в программе.

Два других способа, позволяющих узнать насколько тяжелый метр арматуры
, несколько сложнее. Рассмотрим их в порядке возрастания сложности.

Поскольку в частном строительстве чаще всего используется арматура диаметром 12 мм и 14 мм, возьмем именно такие стержни за основу для проведения расчетов.

1.2
Пример расчета веса арматуры (видео)

2
Расчет по нормативному весу

Рассчитаем количество арматуры,
нужное для строительства (при условии, что таблица есть у нас под рукой).

1. Составить план строительства здания с учетом создания .
2. Определиться с диаметром стержней.
3. Просчитать количество используемой арматуры в метрах.
4. Умножить массу одного метра арматуры нужного диаметра на количество используемых прутьев.

Пример: Для строительства будет использоваться 2322 метра арматурных прутьев диаметром 14 мм. Вес погонного метра таких стержней 1,21 кг. Умножаем 2322*1,21 получаем 2809 килограмм 62 грамма (граммами можно пренебречь). Для строительства нам понадобится 2 тонны 809 килограмм металлических стержней.

2.1
Расчет по удельной массе

Такой способ расчета требует определенных знаний, навыков и труда. Он основывается на формуле расчета массы, в которой используются такие величины, как объем фигуры и ее удельный вес. Прибегать к такому способу расчета погонного метра арматуры
стоит лишь в том случае, если под рукой нет ни электронного калькулятора, ни таблицы с нормами ГОСТ.

Как рассчитать частоту вращения двигателя

При эксплуатации, мониторинге, ремонте или замене двигателя важно понимать его характеристики. Одним из важнейших показателей является количество оборотов в минуту, или RPM, которое описывает скорость двигателя. В этом руководстве мы обсудим, как рассчитать частоту вращения двигателя и почему это так важно.

Какая частота вращения двигателя?

об / мин — это измерение, используемое для описания скорости двигателя. Он обозначает количество оборотов в минуту и ​​описывает скорость, с которой вращается ротор, то есть количество раз, когда вал ротора совершает полный оборот в минуту.Его можно использовать для измерения скорости двигателей, турбин, центрифуг, конвейеров и другого оборудования.

Почему важно рассчитывать об / мин

Расчет оборотов двигателя, а также другие измерения, такие как крутящий момент, напряжение и мощность, важны при выборе двигателя для конкретного применения. Расчет скорости двигателя может помочь вам выбрать правильный тип двигателя при замене компонентов и помочь вам принять более правильные решения по ремонту. Вам также необходимо понимать число оборотов в минуту, чтобы эффективно контролировать и контролировать работу двигателя.

Запросить цену

Скорость асинхронного двигателя переменного тока

Двигатели переменного тока

предназначены для работы на определенных скоростях. Эти скорости одинаковы даже для разных моделей и производителей. Скорость данного двигателя зависит от сетевой частоты источника питания, а не от напряжения, а также от количества полюсов, которые он имеет. Двигатели переменного тока часто имеют два или четыре полюса, но может быть и больше. Взаимосвязь между полюсами и частотой вращения двигателя связана с магнитным полем, создаваемым в полюсах статора.Это поле приводит к созданию магнитных полей в роторе, которые зависят от частоты поля в статоре.

Также необходимо учитывать скольжение, которое представляет собой разницу между синхронной скоростью статора и фактической рабочей скоростью. Ротор всегда вращается немного медленнее, чем магнитное поле статора, и всегда пытается его «догнать», что и создает крутящий момент, необходимый для запуска двигателя.

Для регулировки скорости трехфазного двигателя переменного тока вы можете отрегулировать частоту источника питания двигателя переменного тока с помощью элемента управления.Многие элементы управления переменного тока также имеют однофазный вход, что позволяет запускать трехфазные двигатели, даже если трехфазное питание отсутствует. С другой стороны, большинство однофазных двигателей переменного тока не регулируются, поскольку они подключаются непосредственно к стандартной розетке и используют доступную частоту.

Скорость двигателя постоянного тока

Как и асинхронные двигатели переменного тока, двигатели постоянного тока с постоянными магнитами также имеют полюса, но они не влияют на скорость, как в двигателях переменного тока. Несколько других факторов влияют на скорость в двигателях постоянного тока, включая рабочее напряжение двигателя, силу магнитов и количество витков проволоки, которые имеет якорь.Двигатели постоянного тока могут работать только на скоростях, рассчитанных на доступное им напряжение.

Если аккумулятор, на котором работает двигатель, начинает разряжаться и подавать меньшее напряжение, скорость двигателя снижается. Если вы подключите двигатель к источнику питания, скорость увеличится, хотя это может вызвать дополнительный износ вашего двигателя. Вы также можете использовать элементы управления для регулировки скорости двигателя постоянного тока, который работает путем изменения напряжения, доступного для двигателя.

Ремонт двигателей постоянного и переменного тока

Как рассчитать число оборотов двигателя

Для расчета числа оборотов асинхронного двигателя переменного тока необходимо умножить частоту в герцах (Гц) на 60 — количество секунд в минуте — на два для отрицательного и положительного импульсов в цикле.Затем делите на количество полюсов двигателя:

.

• (Гц x 60 x 2) / количество полюсов = об / мин без нагрузки

Вы также можете рассчитать номинальное скольжение, вычтя номинальную скорость при полной нагрузке из синхронной скорости, разделив полученный ответ на синхронную скорость и умножив полученный ответ на 100:

• ((номинальная синхронная скорость при полной нагрузке) / (синхронная скорость)) x 100 = номинальное скольжение

Затем, чтобы найти число оборотов в минуту при полной нагрузке, вы конвертируете номинальное скольжение в число оборотов в минуту, а затем вычитаете его из числа оборотов холостого хода:

• Чтобы преобразовать номинальное скольжение в об / мин: об / мин x рейтинг скольжения = скольжение
• Для расчета частоты вращения при полной нагрузке: об / мин — скольжение об / мин = частота вращения при полной нагрузке

Число оборотов двигателя постоянного тока зависит от напряжения, подаваемого на двигатель.Обычно производитель двигателя сообщает вам ожидаемую скорость вращения при различных напряжениях. Затем для достижения желаемых оборотов вы можете отрегулировать напряжение в соответствии с инструкциями.

Примеры расчета оборотов двигателя

Давайте рассмотрим несколько примеров. Для двигателя переменного тока количество полюсов и частота определяют обороты холостого хода. Для системы 60 Гц с четырьмя полюсами расчет для определения числа оборотов в минуту будет:

• (Гц x 60 x 2) / количество полюсов = об / мин без нагрузки
• (60 х 60 х 2) / 4
• 7200/4 = 1800 об / мин

Величина скольжения незначительно меняется в зависимости от конструкции двигателя.Приемлемая скорость при полной нагрузке для четырехполюсного двигателя 60 Гц составляет 1725 об / мин. Скольжение — это разница между скоростью холостого хода и скоростью полной нагрузки. В данном случае это будет:

• Об / мин при полной нагрузке — об / мин без нагрузки = скольжение об / мин
• 1800-1725 = 75 об / мин

При 60 Гц двухполюсный двигатель работает со скоростью 3600 об / мин без нагрузки и около 3450 об / мин с нагрузкой:

• (Гц x 60 x 2) / количество полюсов = об / мин без нагрузки
• (60 х 60 х 2) / 4
• 7200/2 = 3600 об / мин

При 60 Гц шестиполюсный двигатель будет работать со скоростью 1200 об / мин без нагрузки и со скоростью примерно 1175 об / мин под нагрузкой.Двигатель с восемью полюсами будет работать со скоростью 900 об / мин без нагрузки и около 800 об / мин под нагрузкой. 12-полюсные двигатели, которые встречаются даже реже, чем шестиполюсные и восьмиполюсные модели, работают со скоростью 600 об / мин без нагрузки, а 16-полюсные двигатели работают со скоростью 450 об / мин.

Ремонт двигателей от Global Electronic Services

Важно понимать технические характеристики вашего оборудования, чтобы вы могли лучше его эксплуатировать и обслуживать. Скорость вашего двигателя является неотъемлемой частью его производительности, и возможность рассчитывать и контролировать число оборотов в минуту поможет вам получить максимальную отдачу от ваших машин.

Профессиональные услуги по ремонту и техническому обслуживанию также могут сыграть важную роль в том, чтобы помочь вам в полной мере использовать возможности вашего оборудования. В Global Electronic Services мы имеем обширный опыт ремонта и обслуживания широкого спектра промышленного оборудования, включая двигатели переменного и постоянного тока, серводвигатели, промышленную электронику, гидравлику и пневматику и многое другое. Чтобы узнать больше о ремонте двигателей переменного или постоянного тока или наших услугах, свяжитесь с нами сегодня.

Запросить цену

Учебное пособие по электродвигателям постоянного тока

— Расчеты электродвигателей постоянного тока без сердечника с щетками

Расчет двигателей для бесщеточных двигателей постоянного тока без сердечника

При выборе бесщеточного двигателя постоянного тока без сердечника для приложения или при разработке прототипа с приводом необходимо учитывать несколько основных принципов физики двигателя, которые необходимо учитывать для создания безопасной, хорошо функционирующей и достаточно мощной прецизионной приводной системы.В этом документе мы представили некоторые важные методы, формулы и детали расчетов для определения выходной мощности двигателя без сердечника, кривую скорость-крутящий момент двигателя, графики тока и эффективности, а также теоретические расчеты в холодном состоянии, которые оценивают характеристики двигателя.

Двигатели постоянного тока

являются преобразователями, поскольку они преобразуют электрическую энергию ( P, _в ) в механическую энергию ( P, , _{, выходную} ). Частное обоих членов соответствует КПД двигателя.Потери на трение и потери в меди приводят к общей потере мощности ( P _потери ) в Джоулях / сек (потери в железе в двигателях постоянного тока без сердечника пренебрежимо малы). Есть дополнительные потери из-за нагрева, но мы обсудим их ниже:

В физике мощность определяется как скорость выполнения работы. Стандартная метрическая единица измерения мощности — «ватт» Вт. Как рассчитывается мощность? Для линейного движения мощность — это произведение силы и расстояния в единицу времени P = F · (d / t) .Поскольку скорость — это расстояние во времени, уравнение принимает вид P = F · s . В случае вращательного движения аналогичный расчет мощности представляет собой произведение крутящего момента и углового расстояния в единицу времени или просто произведение крутящего момента и угловой скорости.

Где:

P = Мощность в Вт
M = Крутящий момент в Нм
F = Сила в Н
d = Расстояние в м
t = Время в с
ω _рад = угловая скорость в рад / с

Символ, используемый для крутящего момента, обычно представляет собой строчную греческую букву «τ» (тау) или иногда просто букву «T» .Однако, когда он называется «Момент силы», его обычно обозначают буквой «М» .

В европейской номенклатуре

часто используется строчная буква « n » для обозначения скорости вокруг оси. Обычно « n » выражается в единицах оборотов в минуту или об / мин.

При расчете механической мощности важно учитывать единицы измерения. При вычислении мощности, если « n » (скорость) находится в мин. ^-1 , тогда вы должны преобразовать его в угловую скорость в единицах рад / с .Это достигается умножением скорости на коэффициент преобразования единиц 2π / 60 . Кроме того, если « M » (крутящий момент) находится в мНм , то мы должны умножить его на 10 ^-3 (разделить на 1 000), чтобы преобразовать единицы в Нм для целей расчета.

Где:

n = Скорость в мин. ^-1
M = Крутящий момент в мНм

Предположим, что необходимо определить мощность, которую конкретный двигатель 2668W024CR должен выдавать при холодной работе с крутящим моментом 68 мНм при скорости 7 370 мин. ^-1 .Произведение крутящего момента, скорости и соответствующего коэффициента преобразования показано ниже.

Расчет начальной требуемой мощности часто используется в качестве предварительного шага при выборе двигателя или мотор-редуктора. Если механическая выходная мощность, необходимая для данного приложения, известна, то можно проверить максимальную или продолжительную номинальную мощность для различных двигателей, чтобы определить, какие двигатели являются возможными кандидатами для использования в данном приложении.

Ниже приведен метод определения параметров двигателя на примере двигателя постоянного тока без сердечника 2668W024CR.Сначала мы объясним более эмпирический подход, а затем проведем теоретический расчет.

Одним из широко используемых методов графического построения характеристик двигателя является использование кривых крутящего момента-скорости. Хотя использование кривых крутящий момент-скорость гораздо более распространено в технической литературе для более крупных машин постоянного тока, чем для небольших устройств без сердечника, этот метод применим в любом случае.

Обычно кривые крутящий момент-скорость генерируются путем построения графиков скорости двигателя, тока двигателя, механической выходной мощности и эффективности в зависимости от крутящего момента двигателя.Следующее обсуждение будет описывать построение набора кривых крутящего момента-скорости для типичного двигателя постоянного тока на основе серии измерений необработанных данных.

Модель 2668W024CR имеет номинальное напряжение 24 В. Если у вас есть несколько основных частей лабораторного оборудования, вы можете измерить кривые крутящий момент-скорость для бессердечникового двигателя постоянного тока серии 2668 CR в заданной рабочей точке.

Шаг 1. Измерьте основные параметры

Многие параметры можно получить напрямую с помощью контроллера движения, такого как один из контроллеров движения FAULHABER MC3.Большинство производителей контроллеров предлагают программное обеспечение, такое как FAULHABER Motion Manager, которое включает функцию записи трассировки, которая отображает напряжение, ток, положение, скорость и т. Д. Они также могут предоставить точный снимок работы двигателя с мельчайшими подробностями. Например, семейство контроллеров движения MC3 (MC 5004, MC 5005 и MC 5010) может измерять множество параметров движения. Это, вероятно, самый быстрый метод получения данных для построения кривой крутящего момента — скорости, но это не единственный метод.

Если контроллер с возможностью записи трассировки недоступен, мы также можем использовать некоторое базовое лабораторное оборудование для определения характеристик двигателя в условиях остановки, номинальной нагрузки и холостого хода. Используя источник питания, установленный на 24 В, запустите 2668W024CR без нагрузки и измерьте скорость вращения с помощью бесконтактного тахометра (например, стробоскопа). Кроме того, измерьте ток двигателя в этом состоянии без нагрузки. Токовый пробник идеально подходит для этого измерения, поскольку он не добавляет сопротивления последовательно с работающим двигателем.Используя регулируемую крутящую нагрузку, такую ​​как тормоз для мелких частиц или регулируемый гистерезисный динамометр, нагрузка может быть связана с валом двигателя.

Теперь увеличьте крутящий момент двигателя точно до точки.
где происходит срыв. При остановке измерьте крутящий момент от
тормоз и ток двигателя. Ради этого
обсуждение, предположим, что муфта не добавляет нагрузки к
двигатель и что нагрузка от тормоза не
включают неизвестные фрикционные компоненты. Это также полезно
в этот момент, чтобы измерить оконечное сопротивление
мотор.Измерьте сопротивление, соприкоснувшись с двигателем.
клеммы с омметром. Затем раскрутите вал двигателя.
и сделайте еще одно измерение. Измерения
должны быть очень близки по стоимости. Продолжайте вращать вал
и сделайте не менее трех измерений. Это обеспечит
что измерения не проводились в точке
минимальный контакт на коммутаторе.

Теперь мы измерили:

n ₀ = скорость холостого хода
I ₀ = ток холостого хода
M _H = крутящий момент при остановке
R = оконечное сопротивление

Шаг 2: Постройте график зависимости тока отКрутящий момент и скорость в зависимости от крутящего момента

Вы можете подготовить график с крутящим моментом двигателя по абсциссе (горизонтальная ось), скоростью по левой ординате (вертикальная ось) и током по правой ординате. Масштабируйте оси на основе измерений, которые вы сделали на первом шаге. Проведите прямую линию от левого начала графика (нулевой крутящий момент и нулевой ток) до тока останова на правой ординате (крутящий момент при останове и ток останова). Эта линия представляет собой график зависимости тока двигателя от крутящего момента двигателя.Наклон этой линии представляет собой постоянную тока k _I , которая является константой пропорциональности для отношения между током двигателя и крутящим моментом двигателя (в единицах тока на единицу крутящего момента или А / мНм). Обратной величиной этому наклону является постоянная крутящего момента k _M (в единицах крутящего момента на единицу тока или мНм / А).

Где:
k _I = постоянная тока
k _M = постоянная момента

В целях данного обсуждения предполагается, что двигатель не имеет внутреннего трения.На практике момент трения двигателя M _R определяется умножением постоянной крутящего момента k _M двигателя на измеренный ток холостого хода I ₀ . Линия зависимости крутящего момента от скорости и линия зависимости крутящего момента от тока затем начинается не с левой вертикальной оси, а со смещением по горизонтальной оси, равным расчетному моменту трения.

Где:
M _R = Момент трения

Шаг 3: Постройте сюжет Power vs.Крутящий момент и эффективность в зависимости от крутящего момента

В большинстве случаев можно добавить две дополнительные вертикальные оси для построения графика зависимости мощности и КПД от крутящего момента. Вторая вертикальная ось обычно используется для оценки эффективности, а третья вертикальная ось может использоваться для мощности. Для упрощения этого обсуждения КПД в зависимости от крутящего момента и мощность в зависимости от крутящего момента будут нанесены на тот же график, что и графики зависимости скорости от крутящего момента и тока от крутящего момента (пример показан ниже).

Составьте таблицу механической мощности двигателя в различных точках от момента холостого хода до момента остановки.Поскольку выходная механическая мощность — это просто произведение крутящего момента и скорости с поправочным коэффициентом для единиц (см. Раздел о вычислении начальной требуемой мощности), мощность может быть рассчитана с использованием ранее построенной линии для зависимости скорости от крутящего момента.

Примерная таблица расчетов для двигателя 2668W024CR показана в таблице 1. Затем на график наносится каждая расчетная точка мощности. Результирующая функция представляет собой параболическую кривую, показанную ниже на Графике 1. Максимальная механическая мощность достигается примерно при половине крутящего момента сваливания.Скорость в этот момент составляет примерно половину скорости холостого хода.

Создайте таблицу в электронной таблице КПД двигателя в различных точках от скорости холостого хода до крутящего момента при остановке. Приведено напряжение, приложенное к двигателю, и нанесен график силы тока при различных уровнях крутящего момента. Произведение тока двигателя и приложенного напряжения является мощностью, потребляемой двигателем. В каждой точке, выбранной для расчета, КПД двигателя η представляет собой выходную механическую мощность, деленную на потребляемую электрическую мощность.Опять же, примерная таблица для двигателя 2668W024CR показана в Таблице 1, а примерная кривая — на Графике 1. Максимальный КПД достигается примерно при 10% крутящего момента двигателя при остановке.

Определения сюжета

• Синий = скорость в зависимости от крутящего момента ( n против M )
• Красный = ток в зависимости от крутящего момента ( I против M )
• Зеленый = эффективность в зависимости от крутящего момента ( η против M )
• Коричневый = мощность в зависимости от крутящего момента ( P, и крутящий момент). M )

Характеристики двигателя

Примечание: обратите внимание, как все четыре сплошных графика изменяются в результате увеличения сопротивления в медных обмотках и ослабления.
выходной крутящий момент из-за нагрева. Таким образом, ваши результаты могут немного отличаться в зависимости от того, холодный или теплый ваш двигатель, когда вы строите графики.

Примечание. Из-за нехватки места отображается пример расчета для одной точки.

Теоретический расчет параметров двигателя

Еще одним полезным параметром при выборе двигателя является постоянная двигателя. Правильное использование этой добротности существенно сократит итерационный процесс выбора двигателя постоянного тока. Он просто измеряет внутреннюю способность преобразователя преобразовывать электрическую энергию в механическую.

Максимальный КПД достигается примерно при 10% крутящего момента двигателя при остановке. Знаменатель называется потерей резистивной мощности.С помощью некоторых алгебраических манипуляций уравнение можно упростить до:

Имейте в виду, что k _m (постоянная двигателя) не следует путать с k _M (постоянная крутящего момента). Обратите внимание, что индекс константы двигателя — это строчная буква « m », в то время как индекс постоянной крутящего момента использует прописную букву « M ».

Для щеточного или бесщеточного двигателя постоянного тока относительно небольшого размера отношения, которые управляют поведением двигателя в различных обстоятельствах, могут быть выведены из законов физики и характеристик самих двигателей.Правило Кирхгофа по напряжению гласит: «Сумма возрастаний потенциала в контуре цепи должна равняться сумме уменьшений потенциала». При применении к двигателю постоянного тока, последовательно подключенному к источнику постоянного тока, правило Кирхгофа для напряжения может быть выражено как «Номинальное напряжение питания от источника питания должно быть равно по величине сумме падения напряжения на сопротивлении обмоток и обратная ЭДС, генерируемая двигателем ».

Где:

U = Электропитание в В
I = Ток в А
R = Терминальное сопротивление в Ом
U _{E = Противо-ЭДС в В}

Обратная ЭДС, создаваемая двигателем, прямо пропорциональна угловой скорости двигателя.Константа пропорциональности — это постоянная обратной ЭДС двигателя.

Где:

ω = Угловая скорость двигателя
k _E = Постоянная обратной ЭДС двигателя

Следовательно, путем подстановки:

Постоянная противо-ЭДС двигателя обычно указывается производителем двигателя в В / об / мин или мВ / об / мин. Чтобы получить значимое значение для обратной ЭДС, необходимо указать скорость двигателя в единицах, совместимых с указанной постоянной обратной ЭДС.

«Сумма возрастаний потенциала в контуре цепи должна равняться сумме уменьшений потенциала».
(правило Кирхгофа по напряжению)

Постоянная двигателя зависит от конструкции катушки, силы и направления магнитных линий в воздушном зазоре. Хотя можно показать, что три обычно указанные постоянные двигателя (постоянная противо-ЭДС, постоянная крутящего момента и постоянная скорости) равны, если используются надлежащие единицы, расчет облегчается указанием трех констант в общепринятых единицах.

Крутящий момент, создаваемый ротором, прямо пропорционален току в обмотках якоря. Константа пропорциональности — это постоянная крутящего момента двигателя.

Где:

M _м = крутящий момент, развиваемый на двигателе
k _M = постоянная крутящего момента двигателя

Подставляя это соотношение для получения текущей мощности:

Крутящий момент, развиваемый на роторе, равен моменту трения двигателя плюс момент нагрузки (из-за внешней механической нагрузки):

Где:

M _R = Момент трения двигателя
M _L = Момент нагрузки

Предполагая, что на клеммы двигателя подается постоянное напряжение, скорость двигателя будет прямо пропорциональна сумме момента трения и момента нагрузки.Константа пропорциональности — это наклон кривой крутящий момент-скорость. Моторные характеристики лучше, когда это значение меньше. Чем круче спад наклона, тем хуже производительность, которую можно ожидать от данного двигателя без сердечника. Это соотношение можно рассчитать по:

Где:

Δn = Изменение скорости
ΔM = Изменение крутящего момента
M _H = Тормозной момент
n ₀ = Скорость холостого хода

Альтернативный подход к получению этого значение определяется для скорости, n :

Используя исчисление, мы дифференцируем обе стороны относительно M , что дает:

Хотя здесь мы не показываем отрицательный знак,
это подразумевается
что результат приведет к уменьшению (отрицательному)
склон.

Пример расчета теоретического двигателя

Давайте немного углубимся в теоретические расчеты. Двигатель постоянного тока без сердечника 2668W024CR должен работать с напряжением 24 В на клеммах двигателя и крутящим моментом 68 мНм. Найдите результирующую константу двигателя, скорость двигателя, ток двигателя, КПД двигателя и выходную мощность. Из таблицы данных двигателя видно, что скорость холостого хода двигателя при 24 В составляет 7 800 мин ^-1 .Если крутящий момент не связан с валом двигателя, двигатель будет работать с этой скоростью.

Во-первых, давайте получим общее представление о характеристиках двигателя, вычислив постоянную двигателя k _m . В этом случае мы получаем константу 28,48 мНм / А. «Согласно паспорту двигателя, электрическое сопротивление составляет 1,03 Ом в холодном состоянии для варианта 24 В.»

Скорость двигателя под нагрузкой — это просто скорость холостого хода за вычетом снижения скорости из-за нагрузки.Константа пропорциональности для отношения между скоростью двигателя и крутящим моментом двигателя — это наклон кривой крутящего момента в зависимости от скорости, полученный путем деления скорости двигателя без нагрузки на крутящий момент при остановке. В этом примере мы вычислим снижение скорости (без учета температурных эффектов), вызванное нагрузкой крутящего момента 68 мНм, исключив единицы измерения мНм:

Теперь через замену:

В этом случае скорость двигателя под нагрузкой должна быть приблизительно:

Ток двигателя под нагрузкой складывается из тока холостого хода и тока, возникающего в результате нагрузки.

Константа пропорциональности тока и крутящего момента нагрузки — это постоянная крутящего момента ( k _{M )} . Это значение составляет 28,9 мНм / А. Взяв обратную величину, мы получаем постоянную тока k _I , которая может помочь нам рассчитать ток при нагрузке. В этом случае нагрузка составляет 68 мНм, а ток, возникающий в результате этой нагрузки (без учета нагрева), приблизительно равен:

.

Полный ток двигателя можно приблизительно определить, суммируя это значение с током холостого хода двигателя.В таблице данных указан ток холостого хода двигателя как 78 мА. После округления общий ток будет примерно:

.

Выходная механическая мощность двигателя — это просто произведение скорости двигателя и крутящего момента с поправочным коэффициентом для единиц (при необходимости). Следовательно, выходная мощность двигателя будет примерно:

.

Подводимая к двигателю механическая мощность является произведением приложенного напряжения и общего тока двигателя в амперах. В этом приложении:

Так как КПД η — это просто выходная мощность, деленная на входящую мощность, давайте вычислим ее в нашей рабочей точке:

Оценка температуры обмотки двигателя во время работы:

А ток I , протекающий через сопротивление R , приводит к потере мощности в виде тепла I ² · R .В случае двигателя постоянного тока произведение квадрата полного тока двигателя и сопротивления якоря представляет собой потерю мощности в виде тепла в обмотках якоря. Например, если общий ток двигателя составлял 0,203 А, а сопротивление якоря 14,5 Ом, потери мощности в виде тепла в обмотках составят:

Тепло, возникающее в результате потерь в катушке I ² · R , рассеивается за счет теплопроводности через компоненты двигателя и воздушного потока в воздушном зазоре. Легкость, с которой это тепло может рассеиваться в двигателе (или любой системе), определяется тепловым сопротивлением.

Термическое сопротивление (которое является обратной величиной теплопроводности) показывает, насколько хорошо материал сопротивляется теплопередаче по определенному пути. Производители двигателей обычно указывают способность двигателя рассеивать тепло, предоставляя значения теплового сопротивления R _th . Например, алюминиевая пластина с большим поперечным сечением будет иметь очень низкое тепловое сопротивление, тогда как значения для воздуха или вакуума будут значительно выше. В случае двигателей постоянного тока существует тепловой путь от обмоток двигателя к корпусу двигателя и второй тепловой канал между корпусом двигателя и окружающей средой двигателя (окружающий воздух и т. Д.).). Некоторые производители двигателей указывают тепловое сопротивление для каждого из двух тепловых путей, в то время как другие указывают только их сумму в качестве общего теплового сопротивления двигателя. Значения термического сопротивления указаны в увеличении температуры на единицу потери мощности. Суммарные потери I ² · R в катушке (источнике тепла) умножаются на тепловые сопротивления для определения установившейся температуры якоря. Повышение температуры в установившемся режиме двигателя ( T ) определяется по формуле:

Где:

ΔT = Изменение температуры в К
I = Ток через обмотки двигателя в А
R = Сопротивление обмоток двигателя в Ом
R _th2 = Тепловое сопротивление от обмотки к корпусу в к / Вт
R _th3 = Тепловое сопротивление корпуса к окружающей среде в к / Вт

Давайте продолжим наш пример, используя двигатель 2668W024CR, работающий с током 2458 А в обмотках двигателя, с сопротивлением якоря 1, 03 Ом, тепловое сопротивление между обмоткой и корпусом составляет 3 к / Вт, а тепловое сопротивление между корпусом и окружающей средой — 8 к / Вт.Повышение температуры обмоток рассчитывается по формуле, приведенной ниже; мы можем заменить Ploss на I ² · R :

Поскольку шкала Кельвина использует то же приращение единиц, что и шкала Цельсия, мы можем просто подставить значение Кельвина, как если бы оно было значением Цельсия. Если предположить, что температура окружающего воздуха составляет 22 ° C, то конечная температура обмоток двигателя может быть приблизительно равна:

Где:

T _теплый = Температура обмотки

Важно убедиться, что конечная температура обмоток не превышает номинальное значение двигателя, указанное в техническом паспорте.В приведенном выше примере максимально допустимая температура обмотки составляет 125 ° C. Поскольку расчетная температура обмотки составляет всего 90,4 ° C, тепловое повреждение обмоток двигателя не должно быть проблемой в этом приложении.

Можно использовать аналогичные вычисления, чтобы ответить на вопросы другого типа. Например, приложение может потребовать, чтобы двигатель работал с максимальным крутящим моментом, в надежде, что он не будет поврежден из-за перегрева. Предположим, требуется запустить двигатель с максимально возможным крутящим моментом при температуре окружающего воздуха 22 ° C.Дизайнер хочет знать, какой крутящий момент двигатель может безопасно обеспечить без перегрева. Опять же, в техническом описании двигателя постоянного тока без сердечника 2668W024CR указана максимальная температура обмотки 125 ° C. Итак, поскольку температура окружающей среды составляет 22 ° C, максимально допустимое повышение температуры ротора составляет: 125 ° C — 22 ° C = 103 ° C

Теперь мы можем рассчитать увеличение сопротивления катушки из-за рассеивания тепловой мощности:

Где:

α _Cu = Температурный коэффициент меди в единицах K ^-1
(обратный градус Кельвина)

Таким образом, из-за нагрева катушки и магнита из-за рассеивания мощности от потерь I ² · R сопротивление катушки увеличилось с 1,03 Ом до 1,44 Ом.Теперь мы можем пересчитать новую постоянную крутящего момента k _M , чтобы увидеть влияние повышения температуры на характеристики двигателя:

Где:

α _M = Температурный коэффициент магнита в единицах K ^-1
(обратный градус Кельвина)

Теперь мы пересчитываем новую константу обратной ЭДС k _E и наблюдаем за результатами. Из формулы, полученной нами выше:

Как мы видим, постоянная крутящего момента ослабевает в результате повышения температуры, как и константа обратной ЭДС! Таким образом, сопротивление обмотки двигателя, постоянная крутящего момента и постоянная обратная ЭДС — все это отрицательно сказывается по той простой причине, что они зависят от температуры.

Мы могли бы продолжить вычисление дополнительных параметров в результате более горячей катушки и магнита, но наилучшие результаты дает выполнение нескольких итераций, что лучше всего выполняется с помощью программного обеспечения для количественного анализа. По мере того, как температура двигателя продолжает расти, каждый из трех параметров будет изменяться таким образом, что ухудшает характеристики двигателя и увеличивает потери мощности. При непрерывной работе двигатель может даже достичь точки «теплового разгона», что потенциально может привести к невозможности ремонта двигателя.Это может произойти, даже если первоначальные расчеты показали приемлемое повышение температуры (с использованием значений R и k _M при температуре окружающей среды).

Обратите внимание, что максимально допустимый ток через обмотки двигателя может быть увеличен за счет уменьшения теплового сопротивления двигателя. Тепловое сопротивление между ротором и корпусом R _th2 в первую очередь определяется конструкцией двигателя. Тепловое сопротивление корпуса относительно окружающей среды R _th3 можно значительно уменьшить, добавив радиаторы.Тепловое сопротивление двигателя для небольших двигателей постоянного тока обычно указывается для двигателя, подвешенного на открытом воздухе. Поэтому обычно наблюдается некоторый отвод тепла, который возникает в результате простой установки двигателя в теплопроводящий каркас или шасси. Некоторые производители более крупных двигателей постоянного тока указывают тепловое сопротивление, когда двигатель установлен на металлической пластине известных размеров и из материала.

Для получения дополнительной информации о расчетах электродвигателя постоянного тока без сердечника и о том, как на производительность электродвигателя может повлиять рассеяние тепловой мощности, обратитесь к квалифицированному инженеру FAULHABER.Мы всегда готовы помочь.

Emetor — Счетчик обмоток электродвигателя

Предупреждение! Emetor лучше всего работает с включенным JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript в настройках вашего браузера, затем попробуйте еще раз.

Калькулятор обмоток позволяет быстро и удобно подобрать оптимальную схему обмотки для вашего электродвигателя. Вы можете исследовать трехфазные обмотки с целочисленными пазами, дробными пазами и концентрированными обмотками, как с одинарным, так и с двойным слоем обмотки, где это необходимо.Вы можете сравнить максимальный основной коэффициент обмотки для различных комбинаций количества полюсов и количества пазов, отобразить схему обмотки для разных пролетов катушки или оценить гармонический спектр коэффициента обмотки.

Emetor прямо отказывается от каких-либо гарантий, включая, помимо прочего, подразумеваемые гарантии товарной пригодности, точности или пригодности для какой-либо конкретной цели. Ни при каких обстоятельствах Emetor не несет ответственности перед какой-либо стороной за любой ущерб, возникший в результате использования информации из этого калькулятора обмотки.

Определить количество слотов и количество полюсов

Для начала выберите приблизительный диапазон количества полюсов и количества слотов, которые вас интересуют. После обновления таблицы раскрывающийся список ниже позволяет вам выбрать, следует ли отображать количество слотов на полюс на фазу, максимально возможный основной коэффициент обмотки, количество симметрий обмотки или наименьшее общее кратное между количеством полюсов и количеством пазов в таблице.

Изучение и редактирование конкретных схем обмотки

Щелкните ячейку в приведенной выше таблице, чтобы выяснить, какие схемы обмотки возможны для данного количества полюсов и количества слотов.

Щелкните строку таблицы ниже, чтобы отобразить и отредактировать схему обмотки. Теперь также можно загрузить выбранные детали обмотки.

Отображение и сравнение гармоник обмоток

Доступны три различных типа диаграмм, которые можно выбрать ниже.

Вы можете скрыть гармоники обмотки определенной схемы обмотки, щелкнув соответствующую метку, расположенную справа от диаграммы. Используйте колесо мыши, чтобы увеличить диаграмму.

Скорость электродвигателя, формула, калькулятор и управление

Что такое скорость двигателя?

Скорость двигателя определяет осевое вращение, связанное с вращающейся частью двигателя. Чтобы определить это дальше, мы должны ввести еще один термин, называемый RPM. об / мин (число оборотов в минуту) — это скорость вращения ротора. Это количество циклов, в которых вал ротора совершает полный оборот каждую минуту.

Он используется для измерения скорости турбин, двигателей, центрифуг, конвейеров и другого оборудования. Здесь мы обсудим два типа двигателей. т.е. асинхронный двигатель и двигатель постоянного тока. Давайте обсудим.

Скорость асинхронного двигателя переменного тока

Двигатели, питаемые переменным током, называются двигателями переменного тока.Мы также называем их асинхронными двигателями. В этих типах двигателей скорость зависит не только от подаваемого напряжения, но также от числа полюсов двигателя и частоты системы. Число полюсов в двигателе переменного тока — два или четыре.

Еще одним фактором, влияющим на скорость асинхронного двигателя, является скольжение. В чем разница между синхронной скоростью статора и фактической рабочей скоростью. Для получения мотора на ходу крутящий момент необходим. Для этого ротор вращается немного медленнее, чем магнитное поле статора.

Как рассчитать скорость?

Мы можем рассчитать скорость асинхронного двигателя, используя об / мин и формулу скорости, приведенную ниже.

Скорость (об / мин) = (f * 60 * 2) / p

Где f — частота источника в Гц.

p — количество полюсов двигателя.

Эта формула представляет собой синхронную скорость, в то время как скорость двигателя при полной нагрузке будет немного ниже, чем эта.

Пример:

Трехфазный асинхронный двигатель работает от источника питания с частотой 50 Гц, и число полюсов этого двигателя равно 4, тогда скорость = 120 * 50/4 = 1500 об / мин

Используйте приведенный ниже онлайн-калькулятор скорости для дополнительных расчетов.

Как контролировать скорость двигателя переменного тока?

Управление скоростью асинхронных двигателей немного затруднено, потому что в первую очередь это постоянная скорость. Но управлять его скоростью можно одним из следующих способов.

• Регулировка частоты или (V / f) регулировка.
• Изменение количества полюсов
• Контроль напряжения.

Регулирование частоты или (U / f) регулирование

Частота вращения двигателя зависит от частоты.Это видно из формулы Скорость (об / мин) = (f * 60 * 2) / p

При уменьшении частоты источника скорость в результате будет уменьшена. Но это уменьшение частоты приводит к увеличению магнитного потока, вызывая насыщение сердечников ротора и статора, что увеличивает ток двигателя без нагрузки на. Чтобы решить эту проблему, отношение напряжения к частоте должно быть постоянным (V / F), отсюда и название метода V / F. Используя электронные контроллеры, состоящие из инверторов и преобразователей, мы можем контролировать напряжение / частота, а затем скорость асинхронного двигателя переменного тока.

Регулятор скорости двигателя с ЧРП — Amazon

Изменение числа полюсов

Из формулы скорости асинхронного двигателя изменение числа полюсов изменяет скорость. Этот метод может быть реализован путем установки двух разных обмоток с разным числом полюсов. А переключая соединение, мы подаем питание только на одну обмотку и получаем изменение скорости двигателя.

Этот метод не обеспечивает плавного регулирования скорости и стоит столько же, сколько две обмотки в одном двигателе.

Управление скоростью по напряжению

Управление скоростью асинхронного двигателя путем изменения напряжения возможно, но этот метод влияет на крутящий момент двигателя, потому что T ∝ V ²

Тогда как T — это крутящий момент, а V — напряжение питания. При уменьшении напряжения также будет уменьшен крутящий момент, и двигатель больше не сможет управлять нагрузкой. Также снижение напряжения вызовет увеличение тока, а затем двигатель будет перегреваться.

Управление двигателем постоянного тока

Скорость двигателя постоянного тока зависит от доступного ему напряжения и магнитного потока.Скорость прямо пропорциональна напряжению питания и обратно пропорциональна магнитному потоку. Таким образом, регулировать скорость двигателя постоянного тока можно одним из следующих способов:

• Управление потоком и изменение тока обмотки возбуждения.
• Напряжение и сопротивление якоря изменяются.
• Контроль напряжения питания.

Различные методы управления скоростью двигателя постоянного тока

Прежде чем мы обсудим методы управления скоростью двигателя постоянного тока, давайте кратко рассмотрим, какие параметры включают в скорость двигателя постоянного тока.Мы можем определить это по формуле.

N = (V-IaRa) / kφ

Следовательно, из формулы мы легко решаем, что скорость двигателя может измениться, если мы изменим следующие параметры.

• Прикладное напряжение на клеммах якоря, В.
• Внешнее сопротивление в цепи якоря. то есть Ra
• Flux Per Pole, то есть

1. Метод управления напряжением

Как обсуждалось выше, если мы можем изменить скорость двигателя постоянного тока, изменив напряжение, подаваемое на вывод якоря.Мы также называем этот метод методом контроля напряжения якоря. Двигатель постоянного тока может быть подключен последовательно или шунтируется.

В этом методе мы подключаем шунтирующее поле к фиксированному напряжению возбуждения. При подаче переменного напряжения на якорь. Используя распределительное устройство, мы можем изменить приложенное напряжение якоря, и, следовательно, скорость может либо увеличиваться, либо уменьшаться. В случае чувствительности мы можем использовать систему Ward-Leonard для управления скоростью двигателя постоянного тока.

2. Метод управления якорем

По сути, этот метод включает изменение сопротивления в цепи якоря.А иногда мы называем это методом управления реостатом. Как мы знаем, скорость двигателя постоянного тока прямо пропорциональна обратной ЭДС E _b , а

E _b = V — I _a R _a .

Таким образом, если V и R _a постоянны, то скорость будет прямо пропорциональна току якоря I _a. Итак, если мы добавим сопротивление последовательно с якорем. Это уменьшит ток якоря и, как следствие, уменьшится скорость двигателя постоянного тока.Этот метод управления скоростью двигателя постоянного тока менее эффективен из-за некоторых недостатков.

3. Метод управления потоком

Другой метод, с помощью которого мы можем выполнять управление скоростью двигателя постоянного тока, — это метод управления потоком. Из уравнения скорости мы видим, что скорость двигателя постоянного тока обратно пропорциональна магнитному потоку на полюс. Следовательно, если мы увеличим поток, скорость уменьшится или наоборот.

Для управления потоком мы добавляем реостат с последовательно включенными обмотками возбуждения.Последовательное добавление сопротивления приведет к уменьшению протекания тока и, аналогичным образом, будет произведено меньшее количество магнитного потока. И как результат, скорость двигателя постоянного тока увеличится. Точно так же мы можем уменьшить скорость двигателя, увеличив магнитный поток. Сложение и вычитание сопротивления прекрасно может быть выполнено с помощью переменного резистора.

Контроллер двигателя постоянного тока — Amazon

Как измерить обороты двигателя?

Измерение оборотов любой вращающейся машины производится с помощью устройства, называемого тахометром.У этого прибора есть два способа измерения. Первый — это прямой контакт между валом двигателя и валом тахометра, и частота вращения двигателя будет отображаться на экране устройства.

Второй метод — лазерный луч. Мы устанавливаем небольшой отражающий кусок липкой бумаги на вал двигателя, а затем направляем лазер на вал, пока он вращается. Устройство посчитает обороты и отобразит их на экране.

Тахометр — партнерская ссылка Amazon

Индуктивность якоря — обзор

Уже указывалось, что установившийся ток якоря зависит от небольшой разницы между задней стенкой.м.ф. E и приложенное напряжение В . В приводе с питанием от преобразователя жизненно важно, чтобы ток оставался в безопасных пределах, в противном случае тиристоры или транзисторы (которые имеют очень ограниченную перегрузочную способность по току) будут разрушены, и это следует из уравнения. (3.8) что для предотвращения превышения током его номинального значения мы не можем позволить, чтобы V и E отличались более чем на IR , где I — номинальный ток.

Неприемлемо, например, пытаться привести все, кроме наименьшего из d.c. двигатели набирают обороты простым включением номинального напряжения. В рассмотренном ранее примере номинальное напряжение составляет 500 В, а сопротивление якоря — 1 Ом. В состоянии покоя задний ЭДС. равен нулю, и, следовательно, начальный ток будет 500/1 = 500 А, или в 25 раз больше номинального тока! Это приведет к выходу из строя тиристоров преобразователя питания (и / или перегоранию предохранителей). Очевидно, что начальное напряжение, которое мы должны приложить, намного меньше 500 В; и если мы хотим ограничить ток до номинального значения (20 А в примере), необходимое напряжение будет 20 × 1, т.е.е. всего 20 Вольт. По мере увеличения скорости обратная ЭДС. повышается, и для поддержания полного тока V также необходимо увеличивать, чтобы разница между V и E оставалась постоянной на уровне 20 В. Конечно, двигатель не будет ускоряться почти так быстро, когда ток будет контролироваться, как если бы мы включили полное напряжение и позволили току течь, как нам заблагорассудится. Но это цена, которую мы должны заплатить, чтобы защитить конвертер.

Подобные проблемы с выбросом тока возникают, если нагрузка на двигатель внезапно увеличивается, потому что это приведет к замедлению двигателя с последующим падением E.В некотором смысле мы приветствуем падение E, потому что это то, что вызывает увеличение тока, необходимого для питания дополнительной нагрузки, но, конечно, мы хотим, чтобы ток увеличивался только до его номинального значения: после этой точки мы должны быть готовы к снижению V, чтобы предотвратить чрезмерный ток.

Решение проблемы сверхтоков заключается в обеспечении ограничения тока с обратной связью как неотъемлемой части двигателя / привода. Ток двигателя измеряется, и напряжение В автоматически регулируется так, чтобы номинальный ток не превышался постоянно, хотя обычно он может достигать 1.5-кратный номинальный ток на время до 60 с. Мы обсудим текущий контур управления в главе 4.

3.5.1 Динамическое поведение и постоянные времени

Использование терминов «всплеск» и «внезапный» в приведенном выше обсуждении, несомненно, создало впечатление, что изменения в ток или скорость двигателя могут иметь место мгновенно, в то время как на самом деле всегда необходимо конечное время для изменения того и другого. (Если изменяется ток, то изменяется и энергия, запасенная в индуктивности якоря; а если изменяется скорость, изменяется и кинетическая энергия вращения, запасенная в инерции.Для того, чтобы любое из этих изменений произошло в нулевое время, необходимо, чтобы имелся импульс бесконечной мощности, что явно невозможно.)

Теоретическая трактовка переходной динамики постоянного тока. машина проще, чем любой другой тип электродвигателя, но, тем не менее, выходит за рамки наших возможностей. Однако стоит суммировать основные характеристики динамического поведения и подчеркнуть тот факт, что все происходящие переходные изменения определяются только двумя постоянными времени.Первым (и наиболее важным с точки зрения пользователя) является электромеханическая постоянная времени, которая определяет способ установления скорости на новый уровень после возмущения, такого как изменение напряжения якоря или момента нагрузки. Вторая — это электрическая (или якорная) постоянная времени, которая обычно намного короче и определяет скорость изменения тока якоря сразу после изменения напряжения якоря.

Когда двигатель работает, есть два «входа», которые мы можем внезапно изменить, а именно приложенное напряжение и крутящий момент нагрузки.При изменении любого из этих параметров двигатель переходит в переходный период перед установкой в ​​новое установившееся состояние. Оказывается, что если мы пренебрегаем индуктивностью якоря (т. Е. Принимаем постоянную времени якоря равной нулю), переходный период характеризуется экспоненциальными характеристиками первого порядка по скорости и току. Это предположение справедливо для всех двигателей, кроме самых больших. Мы получили аналогичный результат, когда рассмотрели примитивный линейный двигатель в главе 1 (см. Рис. 1.16).

Например, если бы мы внезапно увеличили напряжение якоря двигателя без трения и без нагрузки с В ₁ до В ₂ , его скорость и ток изменились бы, как показано на рис.3.11.

Рис. 3.11. Ответ d.c. двигатель на ступенчатое увеличение напряжения якоря.

Немедленное увеличение тока (потому что мы проигнорировали индуктивность), отражающее тот факт, что приложенное напряжение внезапно превышает обратную ЭДС; увеличенный ток создает больший крутящий момент, и, следовательно, двигатель ускоряется; увеличение скорости сопровождается увеличением обратной ЭДС, поэтому ток начинает падать; и процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута новая установившаяся скорость, соответствующая новому напряжению.В этом конкретном случае установившийся ток равен нулю, потому что мы предположили, что нет трения или момента нагрузки, но форма динамической реакции была бы такой же, если бы была начальная нагрузка или если бы мы внезапно изменили нагрузка.

Выражение, описывающее ток как функцию времени ( t ), имеет следующий вид: —

(3.11) i = V2 − V1Re − tτ

Выражение для изменения скорости аналогично, зависимость от времени снова показывает экспоненциальный переходный член, e − tτ.Значение постоянной времени ( τ ) показано на рис. 3.11. Если начальный градиент графика текущего времени проецируется, он пересекает конечное значение через одну постоянную времени. Теоретически для стабилизации отклика требуется бесконечное время, но на практике переходный процесс обычно считается завершенным примерно через 4 или 5 постоянных времени. Мы отмечаем, что переходная характеристика является очень удовлетворительной: как только напряжение увеличивается, ток немедленно увеличивается, чтобы обеспечить больший крутящий момент и начать ускорение, но ускоряющий крутящий момент постепенно уменьшается, чтобы обеспечить плавный переход к новой целевой скорости.К счастью, поскольку система является системой первого порядка, нет никаких предположений о колебательном отклике с выбросами.

Анализ показывает взаимосвязь между постоянной времени и параметрами двигателя / системы как

(3.12) τ = RJk2

, где R — сопротивление якоря, Дж — полная инерция вращения двигателя плюс нагрузка, и k — постоянная двигателя (уравнения 3.3 и 3.4). Уместность термина «электромеханическая постоянная времени» должна быть ясна из уравнения.(3.12), поскольку τ зависит от электрических параметров ( R и k ) и механического параметра, J. Тот факт, что если бы инерция была удвоена, постоянная времени удвоилась бы и переходные процессы в два раза дольше, наверное, и следовало ожидать, но влияние параметров двигателя R и k , вероятно, не так очевидно.

Электрическая постоянная времени или постоянная времени якоря определяется обычным образом для цепей серии L , R , т.е.е.

(3,13) τa = LR

Если бы мы держали ротор постоянного тока двигатель неподвижен и приложит ступенчатое напряжение В к якорю, ток будет экспоненциально расти до конечного значения В / R с постоянной времени τ _a .

Если бы мы всегда применяли чистый постоянный ток напряжение на двигатель мы, вероятно, хотели бы, чтобы τ _a было как можно короче, чтобы не было задержки нарастания тока при изменении напряжения.

Но, учитывая, что на большинство двигателей подаются сигналы напряжения, которые далеки от плавности (см. Главу 2), мы на самом деле довольно рады обнаружить, что из-за индуктивности и связанной с ней постоянной времени форма кривой тока (и, следовательно, крутящего момента) более гладкие, чем форма волны напряжения. Так что неизбежное присутствие индуктивности якоря оказывается (в большинстве случаев) замаскированным благом.

До сих пор мы рассматривали две постоянные времени, как если бы они не были связаны по влиянию, которое они оказывают на ток.Мы начали с электромеханической постоянной времени, предполагая, что постоянная времени якоря равна нулю, и увидели, что доминирующее влияние на ток во время переходного процесса оказывала двигательная ЭДС. Затем мы исследовали ток, когда ротор был неподвижен (так, чтобы ЭДС движения была равна нулю), и увидели, что рост или спад тока определяется индуктивностью якоря, проявляющейся через постоянную времени якоря.

На самом деле обе постоянные времени влияют на ток одновременно, и картина более сложная, чем мы предполагали, поскольку система фактически является системой второго порядка.Однако хорошая новость заключается в том, что для большинства двигателей и большинства целей мы можем воспользоваться преимуществом того факта, что постоянная времени якоря намного короче, чем постоянная времени электромеханизма. Это позволяет нам аппроксимировать поведение, отделив относительно быстрые «электрические переходные процессы» в цепи якоря от гораздо более медленных «электромеханических переходных процессов», которые очевидны пользователю. С точки зрения последнего, интерес может представлять только электромеханический переходный процесс.

Счетчик ЭДС двигателя — вычислитель

Описание

Противоэлектродвижущая сила (сокращенно встречная ЭДС или просто CEMF), также известная как обратная электродвижущая сила (или обратная ЭДС), представляет собой электродвижущую силу или «напряжение», которое противодействует изменению тока, которое его вызвало.CEMF — это ЭДС, вызванная магнитной индукцией (см. Закон индукции Фарадея, электромагнитная индукция, закон Ленца).

Например, напряжение, появляющееся на катушке индуктивности или «катушке», возникает из-за изменения тока, которое вызывает изменение магнитного поля внутри катушки и, следовательно, самоиндуцированное напряжение. Полярность напряжения в каждый момент противоположна полярности изменения приложенного напряжения, чтобы поддерживать постоянный ток.

Термин «противоэлектродвижущая сила» также обычно используется для обозначения напряжения, которое возникает в электродвигателях, где существует относительное движение между якорем и магнитным полем, создаваемым катушками возбуждения двигателя, которое, таким образом, также действует как генератор при работе в качестве двигателя. .Этот эффект обусловлен не индуктивностью двигателя, а отдельным явлением.

Это напряжение идет последовательно и противодействует исходному приложенному напряжению и называется «противо-электродвижущей силой» (по закону Ленца). При более низком общем напряжении на внутреннем сопротивлении двигателя, поскольку двигатель вращается быстрее, ток, протекающий в двигатель, уменьшается. Одно из практических применений этого явления — косвенное измерение скорости и положения двигателя, поскольку противо-ЭДС пропорциональна скорости вращения якоря.

В управлении двигателями и робототехнике термин «противо-ЭДС» чаще всего относится к фактическому использованию напряжения, генерируемого вращающимся двигателем, для определения скорости вращения двигателя для использования в улучшении управления двигателем определенными способами.

Чтобы наблюдать эффект обратной ЭДС двигателя, можно выполнить это простое упражнение. Включите лампу накаливания, чтобы запустить большой двигатель, такой как сверлильный станок, пила, компрессор кондиционера или пылесос. Свет может ненадолго погаснуть при запуске двигателя.Когда якорь не вращается (это называется заблокированным ротором), обратная ЭДС отсутствует, а ток, потребляемый двигателем, довольно велик. Если пусковой ток двигателя достаточно высок, он снизит сетевое напряжение до уровня, достаточного для того, чтобы заметить затемнение света.

По закону Ленца, работающий двигатель генерирует противо-ЭДС, пропорциональную скорости. Как только скорость вращения двигателя такова, что постоянная Kv (постоянная скорости двигателя или постоянная обратная ЭДС) является значением, используемым для описания характеристик электродвигателей.

Эта формула вычисляет обратную ЭДС двигателя.

Связанные формулы

Калькулятор магнитодвижущей силы • Магнитостатика, магнетизм и электромагнетизм • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Определения и формулы

Магнитодвижущая сила (ммс) — это физическая величина, которая характеризует магнитное действие электрического тока. Для соленоида можно определить магнитодвижущую силу

, где F _м — магнитодвижущая сила, измеряемая в амперах, ампер-витках, а иногда и в гильбертах, I — ток в амперах, а ω — количество витков.

Если сила намагничивания ( H -поле) и длина соленоида известны, то магнитодвижущая сила может быть определена как

, где H — сила намагничивания (сила намагничивания field или H -field) измеряется в амперах на метр (A / m) в единицах СИ или эрстедах (Oe) в единицах CGS, а L — длина соленоида или окружность тороида в случае тороидальная катушка.

Обзор

Парадоксально, но победить электричество нам помогли магнитные взаимодействия, которые физики считают более слабыми, чем электрические. К тому времени, когда был открыт электромагнетизм, у нас уже были технологии, позволяющие использовать энергию ветра, воды и пара в дополнение к энергии, производимой тягловыми животными. У нас были относительно простые механизмы преобразования этих форм энергии в механическую.

Слева направо: Майкл Фарадей, Джозеф Генри, Андре-Мари Ампер и Ганс Кристиан Эрстед.Источник: Википедия

Открытие электромагнитной индукции Майклом Фарадеем и Джозефом Генри сделало возможным легко преобразовывать механическую энергию в электрическую и обратно с помощью электромеханических и электрических устройств. Это преобразование между различными типами энергии было высокоэффективным с минимальными потерями энергии. Такое использование электромагнетизма послужило катализатором новой технологической революции, которая позволила человечеству перейти от эпохи пара в 19 веке к эпохе электричества 20 века.

Высоковольтные электродвигатели на водонасосной станции

Новые технологии были основаны на электрических машинах, вырабатывающих постоянный и переменный электрический ток (постоянного и переменного тока), используя механическую энергию, генерируемую вращением. Электродвигатели, которые делали обратное, также были основой этих технологий.

Различные электромеханические устройства, такие как электромагниты, соленоиды и реле, используются для преобразования электричества в поступательное движение. Реле были одними из первых устройств, объявивших о приближении информационной революции, и были первыми устройствами, которые имели двоичный переключатель с электрическим управлением.Они использовались как приемники сигналов и регистрировали электрические сигналы, передаваемые по телеграфу. Они также усиливали сигнал, поскольку он передавался на большие расстояния. Это позволило отделить информацию от ее носителя (например, бумаги) и ее почти мгновенную передачу без физической необходимости в объекте, несущем сообщение, таком как посыльный или почтовый голубь.

Немного истории

Широкое использование магнитодвижущей силы зависит от надежных генераторов электричества и устройств, преобразующих электрическую энергию в механическую.

Слева направо: Доминик Франсуа Жан Араго, Уильям Стерджен, Эдвард Дэви и Сэмюэл Морс. Источник: Wikipedia

Французский ученый Андре-Мари Ампер изобрел первый соленоид в 1820 году. Он состоял из проволочной катушки, через которую проходил постоянный ток, и использовался для усиления магнитных свойств электрического тока, обнаруженных Гансом Кристианом Эрстедом. Земляк Ампера Франсуа Араго использовал его в своих экспериментах для намагничивания стальных стержней. Ампер изучил магнитные свойства соленоидов в 1822 году и определил, что магнитные свойства соленоидов эквивалентны свойствам природных постоянных магнитов.

Старый трансформатор, выставленный в Канадском музее науки и техники, Оттава

Первый электромагнит был создан британским ученым Уильямом Стердженом в 1824 году. Это была катушка из неизолированной медной проволоки, намотанная в один ряд вокруг подковообразной формы. сердечник из мягкого железа. Из-за небольшого количества витков электромагнит Стерджена был относительно слабым. Магнит, в котором в качестве источника питания использовалась одна батарея, мог поднимать до 4 кг. При отключении электрического тока намагниченный металлический стержень не выдерживал даже 200 граммов, хотя он все еще оставался намагниченным.Это был отличный пример, демонстрирующий, как работают электромагниты.

В 1930-х годах американский ученый и изобретатель Джозеф Генри популяризировал электромагниты и значительно улучшил их конструкцию. Он изолировал медные провода шелковой нитью и таким образом создал многослойную обмотку с несколькими тысячами витков. В результате его электромагнит мог поднимать ферромагнитные материалы весом до 936 кг.

Изобретение электромеханического реле приписывают как Джозефу Генри, так и британскому ученому, врачу и изобретателю Эдварду Дэви.Интересно отметить, что оба они изобрели реле независимо, но примерно в одно и то же время (1835–1837), работая над развитием телеграфии.

Реле Морзе, выставленное в Музее военной связи и электроники, Кингстон, Онтарио

Реле, подобные этому, использовались в логических модулях космического оборудования почти до конца 20 века

Использование электромагнитного реле в качестве цифрового Усилитель с прямой связью (как мы его называем сегодня) был запатентован Сэмюэлем Морсом в 1840 году.Это изобретение произвело революцию в использовании телеграфа и позволило передавать сигналы на любое расстояние, даже между континентами. Релейная логика, которая стала возможной благодаря электромагнитным реле, использовалась в системах управления космическими аппаратами, ракетами, космическими станциями и спутниками до конца 20-го века, хотя с 1970-х годов эти системы управления космической техникой также оснащались бортовыми компьютерами.

Определение магнитодвижущей силы

Магнитодвижущая сила — это физическая сущность, которая определяет способность электрического тока создавать магнитный поток.

Его можно рассчитать, используя следующее уравнение, также известное как закон Гопкинсона:

F = Ф · R _м

где F — магнитодвижущая сила, Ф — магнитный поток в цепи, а R _м — магнитное сопротивление

Из этого уравнения видно, что оно эквивалентно уравнению закона Ома для напряжения V:

U = I · R

Магнитодвижущая сила для магнитных цепей аналогична электродвижущей. сила для электрических цепей.Он отвечает за магнитный поток Ф.

В системе СИ магнитодвижущая сила измеряется в амперах (А), а в системе сантиметр-грамм-секунда — в гильбертах (Ги).

1 A = 1,257 Gi

В электротехнике также используется другая единица измерения — ампер-виток, значение которой численно равно амперам в единицах СИ.

Мы рассчитываем магнитодвижущую силу F для соленоида, индуктора или электромагнита по формуле:

F = ϖ · I

где F — магнитодвижущая сила, ω — количество витков в катушке, I — электрический ток в проводнике.

Преобразователь единиц дает обзор других единиц, используемых для измерения магнитодвижущей силы в других приложениях. Вы также можете узнать, как преобразовать каждую единицу в другую.

Магнитодвижущая сила в электротехнике

Студийный магнитофон, конец 1980-х

В современном мире магнитодвижущая сила находит множество применений, но особенно широко она используется в энергетике и силовой электронике. Электромагниты очень распространены в электрических и электронных устройствах, включая электродвигатели и генераторы, трансформаторы, различные реле, электрические зуммеры, громкоговорители и наушники, электронные дверные замки, индукционные нагреватели и магнитные подъемники.Мы также можем добавить к этому списку устройства магнитной записи и хранения, включая магнитофоны и видеомагнитофоны, а также жесткие диски.

Блок головок жесткого диска и головки чтения-записи

Электромагниты используются в научных и медицинских приборах; они являются важными компонентами масс-спектрометров и ускорителей частиц, устройств магнитно-резонансной томографии, а также устройств для обнаружения и удаления электромагнитных инородных тел. Электромагниты также используются для отделения ферромагнитных материалов от других материалов, а также в автоматических выключателях, которые являются устройствами, используемыми для защиты электрических цепей от повреждений, вызванных перегрузкой или коротким замыканием.

Электромагниты

Конструкция и принципы работы

Электромагнит — это устройство, которое генерирует магнитное поле, когда через него протекает электрический ток. Типичный электромагнит состоит, по крайней мере, из одной электромагнитной катушки, изготовленной из проводящих материалов, и магнитопровода, изготовленного из ферромагнетика. Этот сердечник приобретает свойства магнита, когда через его катушку протекает электрический ток.

Электромагнитные обмотки обычно изготавливаются из изолированных алюминиевых или медных проводов.Однако в некоторых случаях в катушках также используются сверхпроводящие материалы. Сердечники электромагнитов изготовлены из «мягких» магнитных материалов, таких как слоистая кремнистая сталь, конструкционная сталь или чугун. Также используются железо-никелевые сплавы.

Согласно современной физике, эти материалы состоят из небольших намагниченных областей, известных как магнитные домены. Без внешнего магнитного поля эти домены ориентированы случайным образом, и их полное магнитное поле равно нулю. Когда на катушку подается электрический ток, создается магнитное поле, и домены меняют свою ориентацию, выравниваясь с магнитным полем и усиливая его.Когда внешнее магнитное поле достигает максимального значения для определенного материала, все домены переориентируются вместе с магнитным полем. Дальнейшее увеличение тока не вызывает увеличения магнитного поля в доменах. Это явление известно как намагничивание насыщения.

Магнитопроводы электромагнитов могут иметь различную форму в зависимости от их предполагаемого использования. Самые простые из них состоят из C-образных сердечников, которые также иногда называют U-образными сердечниками.

Рабочий соленоид

Основным преимуществом использования электромагнитов перед постоянными магнитами является возможность пользователя легко и быстро управлять их магнитодвижущей силой (силой, с которой они притягиваются друг к другу), изменяя величину протекающего электрического тока. через электрическую катушку.С другой стороны, это же свойство можно рассматривать как помеху, когда дело доходит до сравнения электромагнитов с постоянными магнитами, потому что для поддержания магнитного поля требуется постоянная подача электричества.

Из-за этого электромагниты чувствительны к резистивным потерям, вызванным джоулевым нагревом. Кроме того, электромагниты, использующие переменный ток, также теряют энергию из-за вихревых токов и из-за поворота ориентации магнитных доменов материала сердечника, как мы обсуждали выше.Последние потери электроэнергии происходят из-за коэрцитивной силы, которая измеряет степень магнитного гистерезиса. Чтобы уменьшить эти потери, электромагнитные сердечники изготовлены из специально разработанных материалов с низкой коэрцитивной силой. По той же причине сердечник часто изготавливается из тонких металлических листов, покрытых изоляционным слоем.

Из-за ограничений, которые мы только что обсудили, напряженность магнитного поля обычных электромагнитов с ферромагнитными сердечниками ограничена 1,6 Тл. имеют ферромагнитные сердечники.

Муфты электромагнитные

Муфты электромагнитные широко используются в современной технике для регулярной и бесконтактной передачи крутящего момента. Когда электрический ток подается на катушку электромагнитной муфты, муфта притягивает якорь ведомого вала из-за магнитного поля, создаваемого вокруг катушки. Из-за трения ведомый вал в конечном итоге достигает скорости вращения, равной скорости вращения ротора. Когда катушка обесточена, пружина отводит якорь от ротора, и вал свободно вращается.Этот тип сцепления используется во многих машинах и механизмах в различных областях техники, особенно в автоматизированном производстве. Электромагнитная муфта используется практически в каждом современном автомобиле для соединения вала компрессора кондиционера с двигателем.

Электромагнитная муфта компрессора кондиционера в автомобиле

Магнитно-порошковые муфты невероятно полезны для передачи вращающего момента. Они могут передавать этот момент почти линейно, что позволяет точно регулировать вращающий момент.Эти устройства используются при волочении проволоки и для контроля натяжения проволоки, фольги и металлических полос во время их производства.

Кроме того, муфты с магнитными частицами широко используются, когда вращающий момент должен передаваться через немагнитный физический барьер, который разделяет вещества на различные состояния или с разными коррозионными свойствами. Например, они используются в механизмах бесконтактного перемешивания для смешивания активных растворов в стеклянных контейнерах в химических лабораториях или для циркуляции воды в аквариумах.

Сверхпроводящие электромагниты

Такие электромагниты были предложены в 1911 году голландским физиком Хайке Камерлинг-Оннесом, когда он изобрел сверхпроводимость. Однако первый сверхпроводящий электромагнит был построен только в 1955 году. В нем использовалась сверхпроводящая ниобиевая проволока, охлаждаемая до 4,2 К с помощью жидкого гелия. Магнитное поле этого электромагнита было 0,7 Тл.

Слева направо: Хайке Камерлинг-Оннес, Карл Александр Мюллер и Георг Беднорц. Источник: Wikipedia

Открытие в 1986 году швейцарским физиком Карлом Александром Мюллером и его немецким коллегой Георгом Беднорцем материалов с высокотемпературной проводимостью на основе купратов предоставило возможность создать электромагниты, в которых используются высокотемпературные сверхпроводники с температурами кипения жидкого азота. 77 ° К или –196 ° C.Это значительно снизило стоимость электромагнитов, генерирующих магнитные поля высокой интенсивности.

Электромагнит, построенный в 2007 году с обмотками из сверхпроводящего материала YBCO (оксид иттрия, бария, меди), создавал рекордное магнитное поле в 26,8 Тл.

К сожалению, сверхпроводимость современных сверхпроводящих материалов ограничена. Их сверхпроводящие свойства ухудшаются, когда на них действует очень сильное магнитное поле или когда плотность тока высока.Несмотря на это, сверхпроводящие электромагниты используются не только в научных исследованиях, но и в медицине, в частности в магнитно-резонансной томографии.

Электромагнит Горького

Фрэнсис Биттер

Электромагнит Горького — это электромагнит, используемый для создания очень сильных стационарных магнитных полей. Он был изобретен американским физиком Фрэнсисом Биттером в 1933 году и построен в 1936 году. Он использовался до 1962 года и считался самым мощным электромагнитом в мире до 1958 года.Он генерировал магнитное поле с магнитной индукцией 10 Тл. Он также мог генерировать поле 15,2 Тл в течение короткого периода времени. Трудности создания мощных электромагнитов в основном связаны с трудностью повышения устойчивости их обмоток к перегреву электрическим током. Также непросто обеспечить механическую устойчивость конструкции. Электромагнит Горького представляет собой соленоид, состоящий из нескольких металлических дисков, вырезанных по радиусу и изолированных друг от друга слюдяными дисками одинаковой формы.Эти диски из меди и слюды образуют двойную спираль. После сборки змеевика в дисках просверливается несколько сотен отверстий, через которые проходит охлаждающая жидкость (вода). Эта конструкция может выдерживать большие нагрузки, вызванные силой Лоренца. Мощность такой системы до 2 мегаватт.

Современные электромагниты этого типа имеют диски другой формы и имеют прорези вместо круглых отверстий. Форма и размер тарелок тоже разные. Кроме того, они состоят из противоположных секций, которые содержат несколько соленоидов Bitter разного диаметра, вставленных один в другой.

31 марта 2014 года исследователи из Университета Радбауд, Неймеген, Нидерланды, получили самое высокое значение стационарного магнитного поля этого типа на сегодняшний день, 37,5 Тл (тесла) при комнатной температуре.

Электрические приводы

Электромагнитный клапан

Электромагниты и контроллеры, преобразующие энергию электрического тока в поступательное движение рабочего механизма, называются исполнительными механизмами. Они состоят из линейного соленоида с подпружиненным якорем или плунжером.Они используются в системах управления точка-точка, поскольку механизм управления такого контроллера имеет две настройки, которые соответствуют двум состояниям сердечника электромагнита.

Электромагнитный клапан

Электромагнитный клапан — это электромагнитное устройство, которое используется для управления потоком жидкостей и газов. Он состоит из корпуса и соленоида с подвижным сердечником, на котором установлен диск или заглушка, регулирующая поток.

Магнитный прерыватель цепи

Клапан с одним впускным и одним выпускным портами образует систему, блокирующую поток.Подобный клапан с одним входом и двумя выходами может перенаправить поток на правильный выход. Чтобы открыть или закрыть клапан, на соленоид подается электрический ток, в результате чего магнитный сердечник втягивается в соленоид. В результате клапан открывается, закрывается или переключает поток. Чтобы обеспечить надежную герметичность клапана, его сердечник помещен в герметичную трубку внутри соленоида.

Электромагнитные клапаны используются в промышленности и быту. Например, они могут помочь удаленно управлять потоком жидкости, пара или газа в определенное время, что, в свою очередь, полезно в системах полива, нагревателях и других областях техники.

Электромагнитные клапаны также используются в стиральных машинах для наполнения и слива воды, в клапанах карбюратора, в системах регулирования холостого хода, в системе управления трансмиссией и в других системах управления в автомобилях.

Механизм отключения автоматического выключателя

Автоматический выключатель используется для передачи электрического тока в электрическую цепь во время нормального функционирования системы и для отключения тока, когда он выходит за пределы нормальных значений, достигая предела отключения, для пример во время короткого замыкания.

Существует два типа механизмов, которые «разрывают» цепь: медленно работающая биметаллическая пластина и соленоид, мгновенно отключающий автоматический выключатель. Последний имеет подвижную катушку, которая отключает цепь, когда ток достигает заданного максимального значения, известного как ток отключения. Ток отключения обычно в 2-10 раз превышает ток полной нагрузки.

Реле

Реле

Электромагнитные реле — это устройства, используемые для замыкания или размыкания механических электрических контактов, когда катушка реле находится под напряжением.Реле состоит из электромагнита, подвижного якоря и переключателя, который соединен с якорем. Электромагнит состоит из катушки с намотанным вокруг сердечника (якоря) электрическим проводом. Чтобы усилить магнитный поток, электромагнит реле часто снабжен дополнительной дорожкой с низким сопротивлением, которая образует ярмо.

Реле A

Якорь в небольших реле удерживается на месте благодаря пружинному действию механических контактов. В некоторых случаях к реле добавляется механическая пружина для возврата якоря в исходное положение.Когда электрический ток проходит через катушку реле, электромагнит притягивает якорь и преодолевает воздействующую на него пружину, в результате якорь толкает контакты и либо замыкает, либо размыкает их. Чувствительность реле к току в его катушке зависит от количества витков в катушке: чем их больше, тем чувствительнее реле.

Некоторые реле снабжены группой контактов, которые либо нормально замкнуты (NC), либо нормально разомкнуты (NO), когда ток не течет через реле.Различные типы электромагнитных реле широко используются в телефонии и различных автоматических устройствах. Они использовались до тех пор, пока не были разработаны твердотельные устройства для той же функции.

К особому классу реле относятся ступенчатые переключатели, которые представляют собой электромеханические переключающие устройства, которые использовались в телефонии и промышленном контрольном оборудовании. Шаговые переключатели управляются серией импульсов электрического тока, и они обычно использовались в технике до появления твердотельных устройств.Самыми популярными были десятиуровневые ступенчатые переключатели, которые использовались на первых телефонных станциях.

Шаговые переключатели телефонной станции

Герконовые реле также являются особым подтипом слаботочных реле, которые состоят из герконового переключателя и соленоида. Геркон состоит из пары или группы гибких ферромагнитных контактов, заключенных в герметичный стеклянный флакон. Внутри флакона либо вакуум, либо он наполнен благородным газом. При приближении к устройству магнита или включении электромагнита контакты замыкаются накоротко.До недавнего времени герконовые реле широко использовались в качестве датчиков местоположения в промышленных системах управления, в системах безопасности, в компьютерных периферийных устройствах, таких как клавиатуры или датчики, в бесщеточных двигателях исполнительных систем и т. Д. В последние годы герконовые реле заменены датчиками Холла. .

Геркон

Контакторы

Контакторы широко используются в тепловозах и электрических системах легковых автомобилей

Контакторы — это еще один тип электромагнитных реле.Это двухпозиционные электромагнитные устройства, которые используются для дистанционного включения и выключения электрических цепей.

Они состоят из электромагнита, системы неподвижных и подвижных контактов и системы дугогасящения. Кроме того, они включают вторичные контакты для переключения цепей сигнализации и управления.

Контакторы используются для электрического переключения электрических цепей в разнообразном промышленном электрооборудовании. Ток отключения в этих устройствах составляет до нескольких тысяч ампер, а напряжение может колебаться от нескольких вольт до нескольких киловольт.В основном они используются для управления мощными электродвигателями в промышленности и тяговыми двигателями транспортных средств, таких как электропоезда, трамваи, троллейбусы, лифты и т. Д.

Некоторые эксперименты с использованием магнитодвижущей силы

Для наших экспериментов , нам понадобится регулируемый регулируемый источник постоянного тока, мультиметр (если в источнике питания нет возможности измерения тока), немного изолированного медного магнитного провода и стального сердечника. Для последнего мы можем использовать большой гвоздь и набор мелких металлических предметов, таких как шайбы.

Сделаем две катушки с равным числом витков (около 100 витков в каждой), используя пластиковую трубку в качестве бобины. Пластиковый корпус старой шариковой ручки подойдет, если гвоздь или стержень легко войдут внутрь.

Эксперимент 1. Подключим одну из катушек к мультиметру, который настроен на измерение электрического тока. Затем подключим систему к блоку питания и установим электрический ток на 1 ампер с помощью регулятора напряжения. Затем мы оценим количество шайб или других небольших металлических предметов, которые может поднять наш самодельный электромагнит.

Вывод: легко увидеть, что постоянный ток, протекающий через катушку, превращает ее в постоянный магнит.

Эксперимент 2: Сохраняя те же настройки, давайте вставим гвоздь или стальной стержень в пластиковую трубку. Мы заметим, что намагничивающие свойства нашего электромагнита увеличились, хотя электрический ток остался прежним.

Вывод: использование ферромагнитного сердечника увеличивает магнитодвижущую силу электромагнита.

Эксперимент 3: Теперь увеличим электрический ток до 2 А.Мы видим, что количество предметов, которые может удерживать электромагнит, увеличилось вдвое.

Вывод: увеличение тока, протекающего через катушку электромагнита, увеличивает силу электромагнита.

Эксперимент 4: Теперь давайте подключим две катушки последовательно к мультиметру и к источнику питания и установим электрический ток на 2 ампера. Оценим визуально, сколько предметов может удерживать этот «сдвоенный» электромагнит. Видно, что его магнитодвижущая сила снова увеличилась вдвое.

Вывод: удвоение числа витков электромагнита удваивает магнитодвижущую силу.

Общий вывод: электромагнит можно использовать для преобразования электрической энергии в линейную механическую энергию.

Эксперимент 5: Электромагнитный поезд своими руками . Для тех, кто любит экспериментальную физику, давайте попробуем интересную установку, которая использует магнитодвижущую силу для перемещения модельного поезда:

Чтобы сделать простой электропоезд, нам понадобится около 50 метров неизолированного медного провода, чтобы сделать катушку, пару неодимовые магниты, батарейка (мы можем использовать батарейку АА) и шайбу из пенопласта или латуни.Нам нужно, чтобы последний окружал «выступ» на плюсовой стороне батареи, чтобы выровнять поверхность и не дать магниту соскользнуть. Мы должны убедиться, что диаметр катушки достаточно широк, чтобы позволить магнитам и батарее проходить сквозь нее. Немного графита будет действовать как токопроводящая смазка. Прикрепляем магнит к минусовой стороне батареи, а другой магнит к плюсовой стороне. Не забудьте добавить поролоновую или латунную шайбу на положительную сторону, прежде чем добавлять магниты. Затем мы размещаем наш поезд прямо внутри катушки, и он будет двигаться внутрь и через катушку самостоятельно, потому что система становится электромагнитом.

Вот как работает наша установка. Поезд — это разновидность униполярного двигателя. Неодимовые магниты действуют как контакты батареи, соединяя ее с неизолированной катушкой, намотанной на трубку или стержень. Электрический ток, протекающий через катушку, создает электрическое поле. Это поле взаимодействует с магнитными полями неодимовых магнитов и создает магнитодвижущую силу, которая толкает один магнит и притягивает другой.

Примечание: при построении этой установки мы должны быть осторожны с использованием правильной стороны обмотки катушки (левая или правая обмотка) и правильной полярности магнитной установки нашего поезда.Южный полюс S переднего магнита соединяется с плюсовой стороной батареи, а северный полюс N второго магнита соединяется с отрицательным полюсом. Если ваша установка отличается, вы можете просто перевернуть магниты. Проще говоря, вы можете взять пару магнитов, убедиться, что они раздвигают друг друга, а затем приклеить их к батарее. Если он проходит через катушку, все готово, если нет — просто переверните его, и он пойдет. Если нет, то вам придется перевернуть один из магнитов.

Эксперимент 6: Сделай сам динамик для жесткого диска . В заключение попробуем переделать старый жесткий диск в динамик. Почему мы можем это сделать? Потому что у динамиков и жестких дисков много общего. Давайте посмотрим. Есть магниты… И движущиеся звуковые катушки. Если через катушку протекает ток, вокруг нее создается магнитное поле. Катушка притягивается к магниту и движется к магниту или между магнитами. Все, что связано с этой катушкой механически, также перемещается.Это может быть блок головок жесткого диска с головками и звуковой катушкой или диффузор динамика. Если мы изменим направление электрического тока, направление магнитного поля в катушке также изменится. Катушка будет двигаться в обратном направлении.

В динамическом динамике усиленный аудиосигнал от этого устройства обеспечивает электрический ток для перемещения катушки и диффузора динамика для создания звуковых волн. Как видите, на жестком диске происходит то же самое. Усиленный звуковой сигнал обеспечивает электрический ток для перемещения катушки, которая, в свою очередь, перемещает головки жесткого диска.Головки соединены с пластиковой пленкой для создания звуковых волн с более низкими частотами. Подголовники издают высокочастотные звуки.

Итак, возьмем старый жесткий диск и откроем его. Вы можете ясно видеть его основные части: несколько дисков или пластин, шпиндель для их удержания и вращения, рычаг головки для удерживания головок чтения и записи, головки и звуковая катушка между двумя сильными магнитами. Шлейф подключается к головкам. В этом кабеле есть два провода, которые соединяют звуковую катушку с драйвером.

Снимем разъем и найдем провода звуковой катушки визуально или с помощью мультиметра. Сопротивление звуковой катушки составляет от 5 до 40 Ом. Мы можем подключить или припаять два провода к клеммам катушки и подключить их к усилителю. Лучше еще раз проверить сопротивление, чтобы убедиться, что провода подключены к правильным контактам. Теперь включим усилитель и послушаем звук с этого жесткого диска.

Попробуем внести некоторые улучшения, чтобы лучше воспроизводить низкие частоты.Мы попробуем сделать простой диффузор динамика и механически соединить его с головным рычагом. Этот звук однозначно лучше!

Электромагнитный линейный привод жесткого диска на 200 МБ (1980-е годы)

Кстати, а вы знаете, почему жесткие диски называются жесткими? Это потому, что в старые времена в персональных компьютерах были дисководы для гибких дисков и дискеты, в которых информация хранилась на тонком гибком магнитном диске. Затем появились жесткие диски, в которых информация записывалась на жестких быстровращающихся дисках (пластинах), покрытых магнитным материалом.