電圧降下計算ツールは、電源と負荷の間の導体でどの程度の電圧が失われるかを推定します。電線ゲージ、片道長さ、負荷電流、システム電圧、回路タイプ (DC、単相 AC または三相 AC) を入力します。このツールは電圧降下を電源電圧のパーセントとして返し、一般的な設計ガイダンスのしきい値にフラグを立てます。
配線上の電圧降下を計算する
ワイヤの抵抗を流れる電流は、負荷端子には決して到達しない IR 損失を生成します。配線が長くなり、導体が小さくなり、電流が増加すると、損失が増加します。電圧降下計算ツールは、すべての見積もりで抵抗率を手作業で求めるのではなく、銅またはアルミニウムの AWG サイズに対して公開されている長さあたりの抵抗値を使用します。
往復の導体パスを使用した単純な DC または単相の推定の場合:
V_drop ≈ I × R_one_way × 2
% drop = (V_drop / V_source) × 100R_one_way は、選択したゲージと金属のワイヤ テーブルから取得され、一方向の長さに合わせてスケールされます。計算機が選択した回路タイプのリターンパス係数をすでに適用している場合は、ホットとニュートラルの合計ではなく、一方向の長さ (ソースから負荷まで) を入力します。長さの二重カウントは、実際の問題はデータ入力であるにもかかわらず、ワイヤーの問題のように見える結果が増大する原因となることがよくあります。
連続電流を引き込む負荷は、熱、調光、または不足電圧のトリップにより弱い電圧を感じます。短時間の突入は、同じ運転での連続ヒーターよりも大きな落下に耐えることができます。
単相、三相、または DC を選択します
回路タイプによって、一方向抵抗を電源と負荷間の電圧に変換する乗数が変わります。直流と通常の単相 AC はどちらも、単純な抵抗モデルで 2 線の往路と復路を使用します。三相推定では、異なる幾何学的係数が使用されます。パーセントドロップをターゲットと比較する前に、インストールされているシステムに一致するモードを選択してください。
| タイプ | I × R_one_way の代表的な要因 |
|---|---|
| DC（2線式） | ×2(前後) |
| 単相交流 | ×2 (同様の 2 線式パス) |
| 三相交流 | ×√3 ≈ ×1.732 回線ドロップ推定値 |
正確なフィールドの式は、力率と、ドロップが線間で報告されるか、線と中性線で報告されるかによって異なります。 この計算機は、銅/aluminium AWG の推定に上記の標準的なティーチング係数を使用します。 モーター始動または高リアクタンスフィーダの場合、完全なインピーダンス計算は抵抗 AWG テーブルだけではなく、設計ソフトウェアに含まれます。 設置されている導体に合わせて銅またはアルミニウムを選択します。アルミニウムは抵抗率が高いため、同じ落下ターゲットに対してより大きなゲージが必要です。
AWG ワイヤ表を読む
アメリカン ワイヤー ゲージ ラベルの直径: ゲージ番号が大きいほど、ワイヤーが細くなり、フィートあたりの抵抗が高くなります。この表には、基準温度における銅 (および平行なアルミニウム柱) のおおよその DC 抵抗が 1,000 フィートあたりのオーム単位で格納されています。ランレングスにスケーリングすると、ドロップ方程式の R_one_way が得られます。
| AWG | 約銅Ω / 1,000 フィート (代表的な表) | 注意事項 |
|---|---|---|
| 14 | ~2.525 | 一般的な分岐照明 |
| 12 | ~1.588 | 20 A copper branch circuits |
| 10 | ~0.999 | より重い負荷/より長い実行時間 |
| 8 | ~0.628 | サブパネルとロングフィーダ |
| 6 | ~0.395 | 大型フィーダー |
値は、NEC 第 9 章の表、メーカーのデータ、および温度の仮定の間でわずかに異なります。計算機は、結果の横にどのテーブル温度を使用するかを示します。熱い導体は抵抗を増加させます。日当たりの良い屋根裏での走行は、同じゲージの地下での走行よりも降下量が大きくなります。ストランデッドとソリッドでは、抵抗も少し変わります。見積もりがハード リミットに近い場合は、購入したケーブルに一致するテーブルを使用してください。
15 A で 100 フィートを超える 12 AWG のドロップを計算します
ティーチング フィクスチャは、銅線 12 AWG、片方向長さ 100 フィート、負荷 15 A、電源 120 V、および単相 2 線経路を使用します。これらの入力は、一般的な 3% 分岐ターゲットのすぐ上に到達し、短いチャートでは電流容量が問題ないように見えても、なぜ長さが重要であるかを示しています。
1.片道 100 フィートの耐久性 12 AWG 銅線の場合、1,000 フィートあたり ~1.588 Ω を使用: `` R_one_way = 1.588 × (100 / 1000) = 0.1588 Ω ``
2.往復ドロップ。 `` V_drop = 15 A × 0.1588 Ω × 2 = 4.764 V ≈ 4.76 V ``
3. 120 V のパーセント `` % drop = (4.76 / 120) × 100 ≈ 3.97% ``
結果: 約 4.76 V、または 3.97%。 負荷の電圧は、他の損失の前に 115.2 V に近くなります。このパーセントは、次に説明する一般的な分岐回路ガイダンスの 3% を上回っています。
同じ負荷が 10 AWG (~0.999 Ω/1,000 フィート) で動作した場合: `` R_one_way = 0.0999 Ω V_drop = 15 × 0.0999 × 2 ≈ 3.00 V ≈ 2.5% ``
長さと電流が固定されている場合は、ゲージのアップサイジングが通常の修正です。これらの入力が同じ抵抗テーブルで入力された場合、電圧降下計算器は 4.76 V / 3.97% フィクスチャを再現する必要があります。
設計ガイダンスに照らして落下をチェックする
設計者は多くの場合、分岐回路で約 3%、フィーダを含む合計で約 5% の低下を目指します。これらの数値は、効率と機器の性能に関する指針であり、管轄区域で採用されている電気規定を読むことに代わるものではありません。ローカル修正、連続負荷ルール、および周囲補正は、実際のすべての設置に引き続き適用されます。
~3.97% の 12 AWG / 100 フィート / 15 A / 120 V のケースは、3% の分岐目標を超えています。 オプション: 機器が許可する場合は、配線を短くする、電流を減らす、導体サイズを大きくする、またはシステム電圧を上げます (たとえば、半分の電流で同じ電力に対して 120 V の代わりに 240 V)。 導体が電流容量に適合していても、電圧が低い場合、モーターと LED ドライバーが誤動作する可能性があります。 電流容量は、ワイヤが過熱するかどうかを示します。電圧降下は、負荷が十分な電圧を供給しているかどうかを示します。 どちらのチェックも重要です。
注文書を作成する割合に加えて、想定される金属、温度、回路の種類を文書化します。その後のアルミニウムの置換により、長さやアンペアを変更せずに銅ベースの推定値が無効になります。
目標を下回るようにワイヤ サイズを選択してください
最大パーセント（または最大ボルト）を入力すると、計算機は、指定された長さと電流でその目標を下回る推定降下を維持するテーブル内の最小の AWG を推奨できます。推奨事項には依然として電流容量のチェックが必要です。ドロップに合格したゲージは電流容量に合格しない可能性があり、短くて重い回路ではその逆が一般的です。
別館への片道の長距離走行は、典型的な大型化のケースです。実例が示すように、40 フィートでは正常な 12 AWG 銅ブランチは、同じ 15 A 負荷の下では 100 フィートで 3% のターゲットに失敗する可能性があります。単一導体が実用的でなくなった場合には、並列導体と高電圧システムがさらなる選択肢となります。アルミニウムの抵抗値と銅のラベルを混合すると、低下が過小評価され、リモートの負荷が不足する可能性があります。
電流容量と電圧降下の関係
電流容量表は、絶縁の熱制限を示します。電圧降下は、遠端で使用可能な電圧に応じます。短時間の激しい運転では、ドロップを通過しても電流値に近い値になる場合があります。長時間の軽い運転では、電流容量は通過しても、3% の低下目標には達しない可能性があります。両方のチェックを実行します。
力率と導体リアクタンスは、短い DC 制御実行よりも長い AC フィーダや大型モーターの方が重要です。抵抗表と現場での測定値が大きく一致しない場合は、AWG チャートのせいにする前に、接続の緩み、終端のサイズ不足、または片方向の長さが間違っていないかどうかを調べてください。
よくある質問
電線内の電圧降下をどのように計算しますか?
電流に走行の往復抵抗を掛けて（または三相係数を片道抵抗に適用して）、電源電圧で割ってパーセントの場合は 100 を掛けます。記載された温度における取り付けられた金属およびゲージの長さあたりの抵抗値を使用します。
12 AWG、100 フィート、120 V での 15 A の降下はどれくらいですか?
1,000 フィートあたり 1.588 Ω 付近の標準的な銅 12 AWG 抵抗と 2 線リターンパスを使用した場合、約 4.76 V、またはおよそ 3.97%。負荷電圧は、他の損失が発生する前に 115 V 近くになります。
3% の電圧降下はコード要件ですか?
3% の分岐と合計 5% を共通の設計ガイダンスとして扱います。現地で採用されている電気規格の要件を確認します。このページはコードの引用ではなく、検査ルールに代わるものではありません。
長さフィールドは片道または往復を意味しますか?
計算機が選択した回線タイプのリターンパス係数を適用するときに、片道の長さを入力します。ツール上のフィールドヒントを確認してください。 ×2 係数に加えて往復長を入力すると、誤って推定値が 2 倍になります。
銅かアルミニウムか？
取り付けられた金属と一致します。アルミニウムは耐久性が高くなります。同じAWGは銅よりも多くのボルトを降下します。ドロップターゲットが固定されている場合、銅の推定値と比較してアルミニウムを大きくします。
電圧降下は電流容量のサイジングに代わるものですか?
いいえ、電流容量によって過熱が防止されます。電圧降下により、遠端の機器のパフォーマンスが保護されます。回路は 1 つのチェックに合格しても、もう 1 つのチェックに失敗する可能性があります。どちらもワークシートに属します。
なぜ三相は違うのでしょうか？
線電流の形状により、一般的な線間電圧降下推定の係数は ×2 から約 ×√3 に変化します。三相フィーダに単相係数を使用すると、結果が誤って表示されます。
どのくらいの温度が想定されますか?
表は参考温度を引用しています。熱い導管は抵抗を増加させ、落下させます。高周囲空間での重要な実行には、計算機に記載されている基準値または温度補正された表を使用してください。
ゲージを変更せずにドロップ率を下げることはできますか?
はい: 実行時間を短くするか、電流を下げるか、より高いシステム電圧を使用して、同じ電力に対して電流が下がるようにします。各オプションは、さまざまな制約 (配線、負荷、機器定格) を変更します。
まとめ
電圧降下計算ツールは、ゲージ、長さ、電流、電圧を、DC、単相、および三相動作のボルトと損失パーセントの推定値に変換します。 12 AWG、100 フィート、15 A、120 V の器具は、一般的な 3% の分岐ガイダンスを上回る、4.76 V および 3.97% 付近に到達します。
推定値がプロジェクト目標を超えた場合は、導体を大型化し、配線を短縮するか、電圧を再考し、電流容量とローカル コードを個別に検証します。