Tiết diện là gì? Toàn bộ kiến thức liên quan đến tiết diện

Tiết diện là khái niệm chúng ta đã được tiếp xúc và làm quen từ chương trình giáo dục phổ thông. Trong bài viết dưới đây, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu kỹ hơn tiết diện là gì, ứng dụng của nó trong đời sống như thế nào nhé!

Tiết diện là gì?

Theo Wikipedia, tiết diện là hình phẳng được tạo ra do cắt một hình khối bằng một mặt phẳng bất kỳ.

Tùy theo các dạng mặt cắt là chúng ta có các loại tiết diện khác nhau:

• Tiết diện ngang: hình phẳng thu được do mặt cắt ngang của hình khối, thường sẽ vuông góc với trục của hình.
• Tiết diện thẳng: mặt cắt ngang song song với trục thanh.
• Tiết diện nghiêng: mặt cắt nghiêng so với trục thanh một góc nhất định.

Tiết diện là gì Vật lý 9?

Trong chương trình Vật lý 9, chúng ta được làm quen với khái niệm tiết diện dây dẫn. Từ định nghĩa tiết diện phía trên, chúng ta có định nghĩa tiết diện dây dẫn chính là hình phẳng có được khi cắt vuông góc một lõi dây (như đồng, nhôm, đồng pha nhôm,…). Phần diện tích này chỉ tính phần mặt cắt kim loại và không tính phần vỏ cách điện.

Nếu cắt trực tiếp và vuông góc với chiều rộng của dây, chúng ta sẽ thu được mặt cắt có hình giống như hình tròn. Đây chính là tiết diện cắt ngang của dây (Pixr²). Một diện tích mặt cắt lớn hơn sẽ có điện trở trên mm² thấp hơn đối với cùng 1 loại dây (áp dụng cho dây dẫn lõi đơn). Trong trường hợp cáp nhiều sợi (đa lõi), chúng ta cần tính tiết diện một sợi, sau đó nhân với số lượng sợi để thu được tiết diện mặt cắt.

Theo đó, diện tích bề mặt càng lớn thì cáp có khả năng mang dòng điện càng tốt.

Hiện nay, tiết diện dây dẫn đã trở thành phương pháp tiêu chuẩn để so sánh độ dẫn điện của các loại cáp khác nhau trên thị trường. Tính tiết diện dây dẫn là một trong những công việc bắt buộc phải làm khi thực hiện các thao tác về điện, mục đích để chọn ra các loại dây dẫn phù hợp để truyền tải điện năng tối ưu cho hệ thống điện dân dụng hay điện công nghiệp.

=> Đường kính tiết diện là gì? Đối với các dây dẫn có tiết diện hình trong, chúng ta sẽ có khái niệm đường kính tiết diện. Đây chính là đường kính của mặt cắt, được ứng dụng trong việc tính toán diện tích của tiết diện sau này.

Công thức tính tiết diện

Chúng ta có các cách tính tiết diện như sau:

• Tính toán theo công thức (cách làm phổ biến nhất)
• Chọn theo quy chuẩn
• Tính toán, đo lường dựa trên kinh nghiệm thi công. Cách này thường được sử dụng khá nhiều bởi tính tiện lợi, tiết kiệm thời gian, tuy nhiên đòi hỏi người thi công phải có kinh nghiệm và am hiểu tường tận về dây dẫn.

– Công thức tính tiết diện dây dẫn theo dòng điện:

S = I/J

Trong đó:

• S: tiết diện dây dẫn (mm2)
• I: cường độ dòng điện khi đi qua mặt cắt vuông (A)
• J: mật độ dòng điện (A/mm2)

Đối với các loại dây điện tốt trên thị trường như cáp điện Lioa, Cadivi,… có lõi bằng đồng nguyên chất, giá trị J = (4 – 6). Tuy nhiên để an toàn với các tải làm việc liên tục, ta nên chọn J = 4.

Ví dụ: Tính tiết diện dây dẫn cho bếp từ có công suất 6KW, sử dụng điện 1 pha I = 6000 / (220×0.8) = 34.2A. Khi đó tiết diện dây dẫn được tính bằng S = 34.2 / 6 = 5.7 mm2. Trường hợp này, để sử dụng bếp từ có công suất 6KW nên chọn dây dẫn có tiết diện khoảng từ 5.7mm2 trở lên.

– Công thức tính tiết diện dây dẫn dựa trên giá trị đường kính:

S = π * R2 hoặc S = π / 4 * D2

Trong đó:

• D – đường kính
• R – bán kính
• S – mặt cắt ngang
• π Là hằng số tương ứng với 3.14

Bên cạnh việc chọn tiết diện dây dẫn thông qua công thức trên, bạn có thể lựa chọn thông số này thông qua bảng tra tiết diện dây dẫn theo dòng điện dưới đây:

(mm)	Công Suất (kW)	Công Suất (kW)	Dòng Điện (A)
	Tại 220V	Tại 380V	220V
0.75	0.35	1.05	1.875
1	0.47	1.40	2.5
1.25	0.58	1.75	3.125
1.5	0.70	2.10	3.75
2	0.94	2.81	5
2.5	1.17	3.51	6.25
3.5	1.64	4.91	8.75
4	1.87	5.61	10
5.5	2.57	7.71	13.75
6	2.81	8.42	15
8	3.74	11.22	20
10	4.68	14.03	25
11	5.14	15.43	27.5
14	6.55	19.64	35
16	7.48	22.44	40
22	10.29	30.86	55
25	11.69	35.06	62.5
30	14.03	42.08	75
35	16.36	49.09	87.5
38	17.77	53.30	95
50	23.38	70.13	125
60	28.05	84.15	150
70	32.73	98.18	175
80	37.40	112.20	200
95	44.41	133.24	237.5
100	46.75	140.25	250
120	56.10	168.30	300
125	58.44	175.31	312.5
150	70.13	210.38	375
150	70.13	210.38	375
185	86.49	259.46	462.5
200	93.50	280.50	500
240	112.20	336.60	600
250	116.88	350.63	625
300	140.25	420.75	750
400	187.00	561.00	1000

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn tiết diện dây dẫn

Bên cạnh việc áp dụng các công thức tính hay sử dụng bảng tra tiêu chuẩn, việc lựa chọn tiết diện dây dẫn của người thi công cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, tiêu biểu như:

• Việc gia tăng các thiết bị phụ tải đột biến trong thời gian dài sử dụng gây ảnh hưởng đến dây dẫn. Khi đó, dòng điện định mức sẽ lớn hơn dòng điện chịu tải, sẽ làm làm cho dây phát sinh nhiệt nhanh chóng và quá nhiều trong thời gian dài. Lâu dần dẫn đến lớp vỏ dây dẫn bị hỏng, thậm chí là làm đứt dây. Đây được xem là một trong những yếu tố ngoài dự tính, lại rất thường xuyên xảy ra trong hệ thống điện dân dụng.
• Độ sụt áp
• Vị trí cần đi dây
• Nhiệt độ môi trường
• Cách thi công
• Sự cố từ nguồn

Để chọn được tiết diện dây dẫn một cách chính xác, người thực hiện cần xác định rõ các thông tin như:

• Xác định nguồn điện sử dụng là nguồn 1 pha hay 3 pha.
• Tính chính xác tổng công suất điện bằng cách cộng dồn công suất các thiết bị tiêu thụ điện trong gia đình. Giá trị này sẽ được ghi rõ trên nhãn của từng thiết bị, có đơn vị W hoặc kW.
• Lựa chọn loại dây phù hợp với từng phần của ngôi nhà. Ví dụ như dây dẫn sử dụng trong nhà sẽ khác với dây dẫn được sử dụng ngoài trời.
• Trong một số trường hợp, chúng ta sẽ không chọn tiết diện dây dẫn điện theo mật độ dòng điện như mạng lưới điện xí nghiệp (hoặc điện công trình) có hiệu điện thế lên đến 1000V và số giờ phụ tải cực đại đạt 5000h; lưới điện tạm thời và lưới điện có thời hạn sử dụng dưới 5 năm;…

Trên đây là những kiến thức xoay quanh câu hỏi Tiết diện là gì, cùng những ứng dụng liên quan đến tiết diện dây dẫn điện trong thực tế. Hy vọng bài viết mang đến cho bạn những thông tin hữu ích trong quá trình sử dụng, học tập và nghiên cứu.