حاسبة هبوط الجهد

تقوم حاسبة انخفاض الجهد بتقدير مقدار الجهد المفقود في الموصلات بين المصدر والحمل. أدخل مقياس السلك، وطول الاتجاه الواحد، وتيار الحمل، وجهد النظام ونوع الدائرة (تيار مستمر، تيار متردد أحادي الطور أو تيار متردد ثلاثي الطور)؛ تقوم الأداة بإرجاع الانخفاض في الفولت وكنسبة مئوية من جهد المصدر، ثم تحدد عتبات توجيه التصميم الشائعة.

حساب انخفاض الجهد على السلك

يؤدي التيار من خلال مقاومة السلك إلى فقدان الأشعة تحت الحمراء الذي لا يصل أبدًا إلى أطراف الحمل. يؤدي التشغيل الأطول والموصلات الأصغر والتيار العالي إلى زيادة هذه الخسارة. تستخدم حاسبة انخفاض الجهد قيم أوم لكل طول منشورة لأحجام AWG من النحاس أو الألومنيوم بدلاً من طلب المقاومة يدويًا في كل تقدير.

للحصول على تقدير DC بسيط أو تقدير أحادي الطور باستخدام مسار موصل ذهابًا وإيابًا:

V_drop ≈ I × R_one_way × 2
% drop = (V_drop / V_source) × 100

يأتي R_one_way من جدول الأسلاك للمقياس والمعدن المختار، ويتم قياسه إلى طول أحادي الاتجاه. أدخل طولًا أحادي الاتجاه (المصدر المراد تحميله)، وليس مجموع النقاط الساخنة والمحايدة، عندما تقوم الآلة الحاسبة بالفعل بتطبيق عامل مسار الإرجاع لنوع الدائرة المحدد. يعد طول العد المزدوج سببًا متكررًا للنتائج المتضخمة التي تبدو وكأنها مشكلة في الأسلاك عندما تكون المشكلة الحقيقية هي إدخال البيانات.

الأحمال التي تسحب تيارًا مستمرًا تشعر بالجهد الناعم مثل رحلات الحرارة أو التعتيم أو الجهد المنخفض. قد يتحمل التدفق القصير قطرة أكبر من السخان المستمر على نفس المدى.

اختر مرحلة واحدة، ثلاث مراحل أو العاصمة

يغير نوع الدائرة المضاعف الذي يحول المقاومة في اتجاه واحد إلى الجهد المرئي بين العرض والحمل. يستخدم كل من التيار المباشر والتيار المتردد العادي أحادي الطور مسارًا ثنائي السلك للخارج والخلف في النموذج المقاوم البسيط. تستخدم التقديرات ثلاثية المراحل عاملًا هندسيًا مختلفًا. اختر الوضع الذي يطابق النظام المثبت قبل مقارنة نسبة الانخفاض بالهدف.

يكتب	العامل النموذجي على I × R_one_way
العاصمة (سلكين)	×2 (للخارج والخلف)
تيار متردد أحادي الطور	×2 (مسار مماثل بسلكين)
ثلاث مراحل AC	×√3 ≈ ×1.732 لتقديرات انخفاض الخط

تختلف صيغ الحقل الدقيقة باختلاف عامل الطاقة وما إذا كان يتم الإبلاغ عن الانخفاض من سطر إلى سطر أو من خط إلى محايد. تستخدم هذه الآلة الحاسبة عوامل التدريس القياسية المذكورة أعلاه لتقديرات النحاس/aluminium AWG. بالنسبة لبدء تشغيل المحرك أو وحدات التغذية عالية التفاعل، فإن حساب المعاوقة الكامل ينتمي إلى برنامج التصميم، وليس جدول AWG المقاوم وحده. حدد النحاس أو الألومنيوم لتتناسب مع الموصلات المثبتة؛ يحتاج الألومنيوم إلى مقياس أكبر لنفس هدف الإسقاط لأن مقاومته أعلى.

اقرأ جدول الأسلاك AWG

قطر ملصقات قياس الأسلاك الأمريكية: أرقام القياس الأكبر تعني سلكًا أرق ومقاومة أعلى لكل قدم. يخزن الجدول مقاومة التيار المستمر التقريبية بالأوم لكل 1000 قدم للنحاس (وعمود الألومنيوم الموازي) عند درجة حرارة مرجعية. يؤدي القياس إلى طول التشغيل إلى إعطاء R_one_way لمعادلة الإسقاط.

الفريق العامل المخصص	تقريبا. النحاس Ω / 1000 قدم (جدول نموذجي)	ملحوظات
14	~2.525	إضاءة فرع مشترك
12	~1.588	20 A copper branch circuits
10	~0.999	أحمال أثقل / تشغيل أطول
8	~0.628	اللوحات الفرعية والمغذيات الطويلة
6	~0.395	مغذيات أكبر

تختلف القيم قليلاً بين جداول الفصل التاسع من NEC وبيانات الشركة المصنعة وافتراضات درجة الحرارة. توضح الآلة الحاسبة درجة حرارة الجدول التي تستخدمها بجانب النتيجة. الموصلات الساخنة ترفع المقاومة. يسقط مسار العلية المشمس أكثر من مسار الطابق السفلي بنفس المقياس. الذين تقطعت بهم السبل مقابل الصلبة يغيرون المقاومة قليلاً ؛ استخدم الجدول الذي يطابق الكابل الذي تم شراؤه عندما يقترب التقدير من الحد الأقصى.

حساب الانخفاض لـ 12 AWG أكثر من 100 قدم عند 15 A

تستخدم تجهيزات التدريس النحاس 12 AWG، وطول أحادي الاتجاه 100 قدم، وحمل 15 أمبير، ومصدر 120 فولت، ومسار ثنائي السلك أحادي الطور. تقع هذه المدخلات أعلى بقليل من هدف الفرع الشائع بنسبة 3% وتوضح سبب أهمية الطول حتى عندما تبدو السعة جيدة على الرسم البياني القصير.

1. مقاومة لمسافة 100 قدم في اتجاه واحد. استخدام ~1.588 Ω لكل 1000 قدم لنحاس 12 AWG: `` R_one_way = 1.588 × (100 / 1000) = 0.1588 Ω ``

2. هبوط ذهابًا وإيابًا. `` V_drop = 15 A × 0.1588 Ω × 2 = 4.764 V ≈ 4.76 V ``

3. نسبة 120 فولت. `` % drop = (4.76 / 120) × 100 ≈ 3.97% ``

النتيجة: حوالي 4.76 فولت، أو 3.97%. الجهد عند الحمل قريب من 115.2 فولت قبل الخسائر الأخرى. تقع هذه النسبة أعلى من توجيهات الدوائر الفرعية الشائعة البالغة 3٪ التي تمت مناقشتها بعد ذلك.

إذا تم تشغيل نفس الحمل على 10 AWG (~0.999 Ω/1000 قدم): `` R_one_way = 0.0999 Ω V_drop = 15 × 0.0999 × 2 ≈ 3.00 V ≈ 2.5% ``

مقياس تكبير الحجم هو الإصلاح المعتاد عندما يتم إصلاح الطول والتيار. يجب أن تقوم حاسبة انخفاض الجهد بإعادة إنتاج 4.76 V / 3.97% عند إدخال هذه المدخلات بنفس جدول المقاومة.

تحقق من الانخفاض مقابل إرشادات التصميم

غالبًا ما يهدف المصممون إلى تحقيق حوالي 3% انخفاض في الدائرة الفرعية وحوالي 5% إجمالي بما في ذلك وحدة التغذية. هذه الأرقام هي إرشادية بشأن الكفاءة وأداء المعدات، وليست بديلاً عن قراءة الكود الكهربائي المعتمد في الولاية القضائية. لا تزال التعديلات المحلية وقواعد التحميل المستمر والتصحيحات المحيطة مطبقة على كل عملية تثبيت حقيقية.

تتجاوز علبة 12 AWG / 100 قدم / 15 أمبير / 120 فولت عند ~3.97% هدف الفرع بنسبة 3%. الخيارات: تقصير التشغيل، أو تقليل التيار، أو رفع حجم الموصل، أو رفع جهد النظام حيثما تسمح المعدات بذلك (على سبيل المثال 240 فولت بدلاً من 120 فولت لنفس الطاقة بنصف التيار). يمكن للمحركات ومشغلات LED أن تتصرف بشكل سيء عندما يكون الجهد ضعيفًا حتى لو كانت الموصلات ذات سعة قانونية. تجيب السعة على ما إذا كان السلك يسخن؛ انخفاض الجهد يجيب على ما إذا كان الحمل يرى ما يكفي من فولت. كلا الشيكين مهمان.

قم بتوثيق المعدن المفترض ودرجة الحرارة ونوع الدائرة بجانب أي نسبة مئوية تدفع أمر الشراء. يؤدي استبدال الألومنيوم لاحقًا إلى إبطال التقدير المعتمد على النحاس دون أي تغيير في الطول أو الأمبير.

اختر حجم السلك للبقاء تحت الهدف

عند إدخال الحد الأقصى بالنسبة المئوية (أو الحد الأقصى للفولت)، يمكن للآلة الحاسبة أن توصي بأصغر AWG في جدولها والذي يحافظ على الانخفاض المقدر تحت هذا الهدف للطول والتيار المذكورين. لا تزال التوصيات بحاجة إلى التحقق من سعة التيار: قد يفشل المقياس الذي يتجاوز الانخفاض في سعة التيار، والعكس شائع في الدوائر القصيرة والثقيلة.

تعتبر الرحلات الطويلة في اتجاه واحد إلى المباني الملحقة حالات كلاسيكية كبيرة الحجم. يمكن لفرع نحاسي 12 AWG جيد عند 40 قدمًا أن يفشل في تحقيق هدف 3% على ارتفاع 100 قدم تحت نفس الحمل 15 أمبير، كما يوضح المثال العملي. تعتبر الموصلات المتوازية وأنظمة الجهد العالي خيارات إضافية عندما يصبح الموصل الواحد غير عملي. إن خلط قيم أوم الألومنيوم مع ملصق نحاسي يقلل من الانخفاض ويمكن أن يترك الحمل البعيد يتضور جوعا.

السعة مقابل انخفاض الجهد

تجيب جداول السعة على الحدود الحرارية للعزل. انخفاض الجهد يجيب على فولتات قابلة للاستخدام في النهاية البعيدة. قد يمر المدى القصير الثقيل بالهبوط ولكنه يظل قريبًا من السعة. قد يتجاوز المدى الخفيف الطويل السعة ولكنه يفشل في تحقيق هدف الانخفاض بنسبة 3٪. قم بتشغيل كلا الفحصين.

إن عامل القدرة ومفاعلة الموصل مهمان أكثر في مغذيات التيار المتردد الطويلة والمحركات الكبيرة مقارنة بعمليات التحكم القصيرة في التيار المستمر. عندما يختلف الجدول المقاوم وقياس المجال بهامش واسع، ابحث عن الاتصالات غير الدقيقة أو الإنهاءات الأصغر حجمًا أو الطول غير الصحيح في اتجاه واحد قبل إلقاء اللوم على مخطط AWG.

الأسئلة الشائعة

ملخص

تقوم حاسبة انخفاض الجهد بتحويل المقياس والطول والتيار والجهد إلى تقدير خسارة الفولت والنسبة المئوية للتيار المستمر والتشغيل أحادي الطور وثلاثي الطور. تهبط التركيبات 12 AWG، 100 قدم، 15 أمبير، 120 فولت بالقرب من 4.76 V و3.97%، فوق توجيه الفرع النموذجي بنسبة 3%.

قم بتكبير حجم الموصلات أو تقصير فترات التشغيل أو إعادة التفكير في الجهد عندما يتجاوز التقدير هدف المشروع، مع الاستمرار في التحقق من السعة والكود المحلي بشكل منفصل.