Kalkulator Penurunan Tegangan memperkirakan berapa banyak tegangan yang hilang pada konduktor antara sumber dan beban. Masukkan pengukur kawat, panjang satu arah, arus beban, tegangan sistem dan jenis sirkuit (DC, AC satu fasa atau AC tiga fasa); alat ini mengembalikan penurunan voltase dan sebagai persentase voltase sumber, lalu menandai ambang batas panduan desain umum.
Hitung penurunan tegangan pada rangkaian kabel
Arus yang melalui resistansi kawat menghasilkan kehilangan IR yang tidak pernah sampai pada terminal beban. Jangka waktu yang lebih panjang, konduktor yang lebih kecil, dan arus yang lebih tinggi semuanya meningkatkan kerugian tersebut. Kalkulator Penurunan Tegangan menggunakan nilai ohm per panjang yang dipublikasikan untuk ukuran AWG tembaga atau aluminium daripada menanyakan resistivitas secara manual pada setiap perkiraan.
Untuk perkiraan DC sederhana atau satu fasa dengan jalur konduktor bolak-balik:
V_drop ≈ I × R_one_way × 2
% drop = (V_drop / V_source) × 100R_one_way berasal dari tabel kawat untuk pengukur dan logam yang dipilih, diskalakan ke panjang satu arah. Masukkan panjang satu arah (sumber ke beban), bukan jumlah panas dan netral, ketika kalkulator sudah menerapkan faktor jalur balik untuk jenis rangkaian yang dipilih. Panjang penghitungan ganda sering kali menyebabkan hasil yang berlebihan sehingga terlihat seperti masalah kabel padahal masalah sebenarnya adalah entri data.
Beban yang menarik arus kontinu merasakan tegangan lunak saat panas, peredupan, atau tegangan rendah trip. Aliran masuk yang singkat dapat mentolerir penurunan yang lebih banyak daripada pemanas yang terus menerus dalam jangka waktu yang sama.
Pilih satu fasa, tiga fasa atau DC
Jenis rangkaian mengubah pengali yang mengubah resistansi satu arah menjadi tegangan yang terlihat antara suplai dan beban. Arus searah dan AC satu fasa biasa keduanya menggunakan jalur keluar-balik dua kabel dalam model resistif sederhana. Estimasi tiga fase menggunakan faktor geometri yang berbeda. Pilih mode yang cocok dengan sistem yang diinstal sebelum membandingkan persentase penurunan dengan target.
| Jenis | Faktor khas pada I × R_one_way |
|---|---|
| DC (dua kabel) | ×2 (keluar dan belakang) |
| AC satu fasa | ×2 (jalur dua kabel serupa) |
| AC tiga fasa | ×√3 ≈ ×1.732 untuk perkiraan penurunan garis |
Rumus bidang eksak bervariasi menurut faktor daya dan apakah penurunan dilaporkan baris ke baris atau baris ke netral. Kalkulator ini menggunakan faktor pengajaran standar di atas untuk estimasi tembaga/aluminium AWG. Untuk motor starter atau pengumpan reaktansi tinggi, perhitungan impedansi penuh termasuk dalam perangkat lunak desain, bukan tabel AWG resistif saja. Pilih tembaga atau aluminium agar sesuai dengan konduktor yang dipasang; aluminium memerlukan ukuran yang lebih besar untuk target jatuhan yang sama karena resistivitasnya lebih tinggi.
Baca tabel kawat AWG
Diameter label Pengukur Kawat Amerika: angka pengukur yang lebih besar berarti kawat yang lebih tipis dan resistansi yang lebih tinggi per kaki. Tabel ini menyimpan perkiraan resistansi DC dalam ohm per 1.000 kaki untuk tembaga (dan kolom aluminium paralel) pada suhu referensi. Penskalaan ke panjang lari menghasilkan R_one_way untuk persamaan drop.
| AWG | Kira-kira. tembaga Ω / 1.000 kaki (tabel tipikal) | Catatan |
|---|---|---|
| 14 | ~2.525 | Pencahayaan cabang umum |
| 12 | ~1.588 | 20 A copper branch circuits |
| 10 | ~0.999 | Beban lebih berat/berjalan lebih lama |
| 8 | ~0.628 | Subpanel dan pengumpan panjang |
| 6 | ~0.395 | Pengumpan yang lebih besar |
Nilainya sedikit berbeda antara tabel NEC Bab 9, data pabrikan, dan asumsi suhu. Kalkulator menyatakan suhu tabel yang digunakan di samping hasilnya. Konduktor panas meningkatkan resistensi; lintasan loteng yang cerah turun lebih dari lintasan ruang bawah tanah dengan ukuran yang sama. Stranded vs solid juga sedikit menggeser resistensi; gunakan tabel yang cocok dengan kabel yang dibeli ketika perkiraannya mendekati batas keras.
Hitung penurunan untuk 12 AWG pada jarak 100 kaki pada 15 A
Perlengkapan pengajaran menggunakan tembaga 12 AWG, panjang satu arah 100 kaki, beban 15 A, sumber 120 V dan jalur dua kabel fase tunggal. Input tersebut berada tepat di atas target umum cabang sebesar 3% dan menunjukkan mengapa panjang penting bahkan ketika ampacity terlihat bagus pada grafik pendek.
1. Resistensi untuk jarak 100 kaki satu arah. Menggunakan ~1.588 Ω per 1.000 kaki untuk tembaga 12 AWG: `` R_one_way = 1.588 × (100 / 1000) = 0.1588 Ω ``
2. Penurunan pulang pergi. `` V_drop = 15 A × 0.1588 Ω × 2 = 4.764 V ≈ 4.76 V ``
3. Persen 120 V. `` % drop = (4.76 / 120) × 100 ≈ 3.97% ``
Hasil: sekitar 4.76 V, atau 3.97%. Tegangan pada beban mendekati 115.2 V sebelum rugi-rugi lainnya. Persentase tersebut berada di atas panduan sirkuit cabang umum sebesar 3% yang dibahas selanjutnya.
Jika beban yang sama dijalankan pada 10 AWG (~0.999 Ω/1.000 ft): `` R_one_way = 0.0999 Ω V_drop = 15 × 0.0999 × 2 ≈ 3.00 V ≈ 2.5% ``
Pengukur peningkatan ukuran adalah perbaikan yang biasa dilakukan ketika panjang dan arus ditetapkan. Kalkulator Penurunan Tegangan harus mereproduksi perlengkapan 4.76 V / 3.97% ketika input tersebut dimasukkan dengan tabel resistansi yang sama.
Periksa penurunannya berdasarkan panduan desain
Desainer sering kali menargetkan penurunan sekitar 3% di sirkuit cabang dan sekitar 5% total termasuk feeder. Angka-angka tersebut merupakan panduan untuk efisiensi dan kinerja peralatan, bukan pengganti pembacaan kode kelistrikan yang diterapkan di wilayah hukum. Amandemen lokal, aturan beban berkelanjutan, dan koreksi ambien masih berlaku untuk setiap instalasi sebenarnya.
Casing 12 AWG / 100 ft / 15 A / 120 V pada ~3.97% melebihi target cabang sebesar 3%. Opsi: memperpendek jangka waktu, mengurangi arus, menaikkan ukuran konduktor, atau menaikkan tegangan sistem jika peralatan memungkinkan (misalnya 240 V, bukan 120 V untuk daya yang sama dengan setengah arus). Motor dan driver LED dapat berperilaku buruk ketika tegangan lemah meskipun konduktornya legal terhadap ampacity. Ampacity menjawab apakah kabel terlalu panas; penurunan tegangan menjawab apakah beban melihat voltase yang cukup. Kedua pemeriksaan itu penting.
Dokumentasikan asumsi jenis logam, suhu, dan sirkuit di samping persentase apa pun yang mendorong pesanan pembelian. Substitusi aluminium selanjutnya membatalkan perkiraan berbasis tembaga tanpa perubahan apa pun pada panjang atau ampli.
Pilih ukuran kawat agar tetap di bawah target
Ketika persen maksimum (atau volt maksimum) dimasukkan, kalkulator dapat merekomendasikan AWG terkecil dalam tabelnya yang menjaga perkiraan penurunan di bawah target tersebut untuk panjang dan arus yang dinyatakan. Rekomendasi masih memerlukan pemeriksaan ampacity: pengukur yang melewati penurunan mungkin gagal dalam ampacity, dan kebalikannya biasa terjadi pada sirkuit pendek dan berat.
Perjalanan satu arah yang panjang menuju bangunan luar merupakan kasus klasik dalam ukuran besar. Cabang tembaga 12 AWG yang berfungsi baik pada ketinggian 40 kaki dapat menggagalkan target 3% pada ketinggian 100 kaki di bawah beban 15 A yang sama, seperti yang ditunjukkan oleh contoh yang dikerjakan. Konduktor paralel dan sistem tegangan tinggi adalah pilihan lebih lanjut ketika konduktor tunggal menjadi tidak praktis. Mencampur nilai ohm aluminium dengan label tembaga akan menurunkan nilai dan dapat menyebabkan beban jarak jauh kelaparan.
Daya hantar arus versus penurunan tegangan
Tabel ampacity menjawab batas termal untuk insulasi. Penurunan tegangan menjawab volt yang dapat digunakan di ujung. Lari pendek yang berat mungkin melewati drop namun tetap mendekati ampacity; lari jarak jauh yang ringan mungkin melebihi ampacity namun gagal mencapai target penurunan 3%. Jalankan kedua pemeriksaan.
Faktor daya dan reaktansi konduktor lebih penting pada pengumpan AC panjang dan motor besar dibandingkan pada kendali DC pendek. Ketika tabel resistif dan pengukuran lapangan berbeda dengan selisih yang lebar, carilah koneksi yang longgar, terminasi yang terlalu kecil, atau panjang satu arah yang salah sebelum menyalahkan grafik AWG.
Pertanyaan yang sering diajukan
Bagaimana cara menghitung penurunan tegangan pada kabel?
Kalikan arus dengan resistansi bolak-balik (atau terapkan faktor tiga fasa dengan resistansi satu arah), lalu bagi dengan tegangan sumber dan kalikan dengan 100 sebagai persen. Gunakan nilai ohm per panjang untuk logam yang dipasang dan ukur pada suhu yang ditentukan.
Berapa penurunan untuk 12 AWG, 100 kaki, 15 A pada 120 V?
Sekitar 4.76 V, atau kira-kira 3.97%, menggunakan resistansi tembaga 12 AWG tipikal di dekat 1.588 Ω per 1.000 kaki dan jalur balik dua kabel. Tegangan beban kemudian mendekati 115 V sebelum rugi-rugi lainnya.
Apakah penurunan tegangan 3% merupakan persyaratan kode?
Perlakukan 3% cabang dan 5% total sebagai panduan desain umum. Konfirmasikan persyaratan dalam kode kelistrikan yang diadopsi secara lokal; halaman ini bukan kutipan kode dan tidak menggantikan aturan pemeriksaan.
Apakah kolom panjang berarti satu arah atau pulang pergi?
Masukkan panjang satu arah ketika kalkulator menerapkan faktor jalur balik untuk jenis sirkuit yang dipilih. Periksa petunjuk lapangan pada alat tersebut. Memasukkan panjang perjalanan pulang pergi di atas faktor ×2 akan menggandakan perkiraan karena kesalahan.
Tembaga atau aluminium?
Cocokkan dengan logam yang dipasang. Aluminium memiliki ketahanan yang lebih tinggi; AWG yang sama menurunkan voltase lebih banyak daripada tembaga. Tingkatkan ukuran aluminium dibandingkan dengan perkiraan tembaga ketika target penurunannya ditetapkan.
Apakah penurunan tegangan menggantikan ukuran ampacity?
Tidak. Ampacity mencegah panas berlebih. Penurunan tegangan melindungi kinerja peralatan di ujung yang jauh. Suatu rangkaian dapat melewati satu pemeriksaan dan gagal pada pemeriksaan lainnya; keduanya termasuk dalam lembar kerja.
Mengapa tiga fase berbeda?
Geometri arus saluran mengubah faktor dari ×2 menjadi sekitar ×√3 untuk perkiraan penurunan tegangan saluran pada umumnya. Penggunaan faktor satu fasa pada penyulang tiga fasa salah menyatakan hasilnya.
Berapa suhu yang diasumsikan?
Tabel mengutip suhu referensi. Saluran panas meningkatkan resistensi dan jatuh. Gunakan referensi yang dinyatakan dalam kalkulator atau tabel yang telah dikoreksi suhu untuk pengoperasian kritis di ruang dengan suhu tinggi.
Bisakah persen penurunan diturunkan tanpa mengubah ukuran?
Ya: memperpendek jangka waktu, menurunkan arus, atau menggunakan tegangan sistem yang lebih tinggi sehingga arus turun dengan daya yang sama. Setiap opsi mengubah batasan yang berbeda (perutean, beban, peringkat peralatan).
Ringkasan
Kalkulator Penurunan Tegangan mengubah pengukur, panjang, arus, dan tegangan menjadi perkiraan volt dan persen kerugian untuk pengoperasian DC, satu fasa, dan tiga fasa. Perlengkapan 12 AWG, 100 kaki, 15 A, 120 V mendarat di dekat 4.76 V dan 3.97%, di atas panduan cabang 3% pada umumnya.
Perbesar ukuran konduktor, persingkat pengoperasian, atau pikirkan kembali voltase ketika perkiraan melebihi target proyek, dan tetap verifikasi ampacity dan kode lokal secara terpisah.