В чем смысл этих предупреждений об удлинителях?

Допустим, у вас есть удлинители с площадью поперечного сечения 1 мм².

• Сопротивление контура составляет 33,6 мОм/м.
• Кабель длиной 25 м будет иметь сопротивление контура 840 мОм.
• Падение напряжения при 11 А определяется как V = IR = 11 x 0,84 = 9,24 В. При напряжении питания 220 В это снижение составляет 4,2 %.
• Мощность, рассеиваемая в виде тепла в кабеле, определяется как P = VI или P = I²R = 11² x 0,84 = 102 Вт. Это потеря 4,2% мощности (как и следовало ожидать из предыдущего расчета).
• Соедините четыре шнура вместе для бега на 100 м, и вы получите только 220 - (9,24 x 4) = 183 В.

Ситуация немного сложнее, чем предполагают приведенные выше расчеты, потому что при добавлении сопротивления кабеля ток также уменьшится. Для нагрузки 2,4 кВт, 220 В мы можем рассчитать$R = \frac {V^2}{P} = \frac {220^2}{2400} = 20.2\ \Omega$. Добавьте сопротивление 100-метрового контурного кабеля 4 x 0,84 Ом, и общее сопротивление составит 23,6 Ом, в результате чего максимальный ток составит всего 9,3 А, что при 183 В (рассчитано выше) снижает мощность до VI = 183 x 9,3 = 1700 Вт. что составляет всего 71% от номинальной мощности. «Квадратный» член в уравнении мощности делает потери мощности пропорциональными квадрату потерь напряжения.

Теперь к вашим вопросам:

Не используйте удлинитель длиннее 25 м. ... и инструмент не сможет работать на полную мощность. Но этот аргумент меня не убеждает.

Убедитесь в математике.

Все удлинители, которые мне когда-либо попадались, имеют ограничение не ниже 16А, так что запас еще есть.

Посмотрите, сможете ли вы найти площадь поперечного сечения этих кабелей и пересчитайте.

Кроме того, чтобы добраться до моего дома, электричество должно проходить намного дальше, и даже после счетчика, чтобы добраться до розетки, все равно требуется около тех же 25 м.

В идеале ваш местный трансформатор должен быть довольно близко к вашему дому, а в Ирландии для подключения будет использоваться кабель сечением не менее 25 мм². Вы можете получить некоторое представление о «сопротивлении» источника в вашем доме, контролируя напряжение при включении и выключении большой нагрузки, такой как электрическая духовка и все плиты.

Не подключайте удлинители последовательно. ... остальное мне кажется практически незначительным.

Это может быть терпимо (в зависимости от вашей нагрузки), но не пренебрежимо мало.

Действительно ли существует значительное контактное сопротивление?

Обычно это не фактор.

Убедитесь, что шнур питания полностью размотан.

Наши расчеты показали, что мощность, рассеиваемая в кабеле, составляет 100 Вт. При плотно свернутом кабеле температура катушки будет повышаться. Представьте, что вы намотали кабель на лампочку накаливания мощностью 100 Вт: как вы думаете, какая температура будет достигнута? Может ли это привести к расплавлению изоляции?

Рисунок 1. Источник: Почему опасно использовать спиральный удлинитель .

Я подозреваю, что это связано с индуктивным сопротивлением.

Термин, который вы ищете, - это «импеданс» для сопротивления переменному току. На самом деле индуктивность будет почти нулевой, так как токи под напряжением и нейтралью направлены в противоположные стороны и компенсируются. Я использовал этот трюк в работе, когда мне нужно было создать тестовую нагрузку для источника питания 30 А, 30 В 50 Гц. Сначала мы намотали катушку из кабеля сечением 1,5 мм² с правильным сопротивлением, но когда мы включили питание, он сильно прыгал. Когда мы его размотали, сложили пополам и перемотали, гула не было.

Рисунок 2. Компенсация индуктивности. Смотрите мой ответ на вопрос, связанный выше.

Но так ли оно сильно? ... Вам понадобится много аккуратных, плотно намотанных петель проволоки.

Или большой ток при малом числе витков.

Ни одно из этих «правил» не нарушает законов физики. Эти правила следует рассматривать как «эмпирические правила». Например, лампочка мощностью 10 Вт на конце 26-метрового удлинителя в течение 20 минут не вызовет существенной опасности из-за резистивного нагрева, а нагрузка 15 А на конце 24-метрового шнура (в пределах «правил» вашего вопроса ) работать 24 часа в сутки может быть реальной проблемой.

Это рекомендации по безопасности, основанные на здравом смысле. Удлинители предназначены для временного использования, и эти рекомендации призваны обеспечить безопасность обычного пользователя.

1. Если вы используете удлинитель длиной более 25 м в ответвленной цепи, которая едва соответствует требованиям по напряжению при полной нагрузке (220 В -6%, я полагаю), двигатель инструмента может заглохнуть и потреблять избыточный ток.

2. Не обходите 1, плюс каждое соединение потенциально имеет значительное сопротивление, связанное с ним, что еще больше уменьшит допустимую длину.

3. Все тепло от сопротивления проводов концентрируется, потенциально перегревая изоляцию и вызывая пожар.

В Северной Америке электротехнические нормы (правила, регулирующие такие вещи) представляют собой смесь физики, техники и с трудом завоеванного опыта.

Вы ищете ответы, основанные на физике или, возможно, инженерии. В частности, для ваших (1) и (2), вполне возможно, что регулирующие органы заметили более высокую частоту неблагоприятных исходов от длинных шнуров или каскадных шнуров и установили правило на этой основе. Т.е. «Мы заметили, что у людей возникает вспышка дуги и возгорание, когда они разъединяют соединенные шнуры, особенно когда они лежат на траве» (это гипотетический пример; я понятия не имею, каковы были фактические неблагоприятные события, если таковые были)

Многие правила электробезопасности основаны на наблюдении за тем, как технологии используются и злоупотребляют, а не на каких-либо расчетах из первых принципов .

При необходимости вы можете самостоятельно изготовить удлинители большего размера для такого использования. Если вы купите 100-футовый строительный удлинитель на 15 ампер, вы, вероятно, обнаружите, что его размер больше 12 калибра. Вы можете сделать свой собственный шнур 10-го калибра, если он вам подходит, и пока вы приспосабливаетесь к падению напряжения, все будет в порядке. Имейте в виду, что предупреждения на шнуре, как правило, основаны на сочетании наихудшего сценария, сообщения об ошибке пользователя и расчетной вероятности того, что в регионах, где работает компания, люди будут предъявлять иски из-за угроз безопасности.

Вы можете увидеть множество опасностей, которые могут возникнуть со шнурами в строительной среде. Иногда необходимы длинные шнуры, а иногда возникает необходимость связать несколько шнуров вместе. Для нового строительства генеральные подрядчики часто приспосабливаются к этому, устанавливая либо несколько временных генераторов, либо один большой генератор, либо подключение к сети для питания сети временных панелей питания, которые выдвигаются для питания розеток, так что максимально необходимый шнур для любой части рабочая зона ограничена.

Иногда также возникает проблема с несколькими незначительными ошибками. Я протягиваю 80-футовый удлинитель туда, где работаю, и втыкаю в него разветвитель, работаю последние 2 часа и иду домой на ночь, не убирая свой шнур. На следующее утро я иду работать над чем-то другим, и кто-то приходит, подключается к разветвителю, протягивает длинный шнур, и еще один парень делает то же самое. Однако даже в таких ситуациях, как правило, до того, как какие-либо инструменты будут повреждены, кто-то замечает, что лампочки слишком часто мерцают или ломается выключатель, потому что парень запускал свою дрель в то же время, когда кто-то запускал свою пилу или перфоратор. Затем один парень извиняется и подключает свой шнур к отдельной розетке.

Эти предупреждения являются частью «лучшей практики» и частью «защиты от идиотов», и на самом деле, имея немного здравого смысла, вы, вероятно, сможете избежать ситуаций, которые требуют их. Тем не менее, если это часть правового кодекса, а не просто предупреждение производителя, нет смысла рисковать своей аккредитацией из-за этого.

Удлинители и другие провода имеют более высокий номинальный ток на открытом воздухе (в развернутом виде), чем в ограниченном пространстве (в скрученном виде).

Хорошее эмпирическое правило для проводов AWG заключается в том, что увеличение или уменьшение на 3 размера провода удваивает или уменьшает сопротивление на фут соответственно. Поэтому, если вы хотите удвоить длину кабеля, вы удваиваете его сопротивление и можете увеличить его на 3 размера AWG для большей части диапазона размеров AWG, чтобы отменить это.

Низкий импеданс кабеля необходим для правильной работы предохранителей .

Когда устройство, подключенное к очень длинному или тонкому кабелю, выходит из строя, высокое сопротивление кабеля ограничивает ток короткого замыкания. Если ток короткого замыкания становится слишком низким, предохранитель может очень долго (или навсегда) перегорать, превращая кабель в распределенный нагреватель/тостер/воспламенитель/электрорез, аккуратно разбросанный по всему дому.