Kalkulator Penurunan Voltan menganggarkan berapa banyak voltan yang hilang dalam konduktor antara sumber dan beban. Masukkan tolok wayar, panjang sehala, arus beban, voltan sistem dan jenis litar (DC, AC fasa tunggal atau AC tiga fasa); alat mengembalikan penurunan dalam volt dan sebagai peratusan voltan sumber, kemudian menandakan ambang panduan reka bentuk biasa.
Kira kejatuhan voltan ke atas larian wayar
Arus melalui rintangan wayar menghasilkan kehilangan IR yang tidak pernah tiba di terminal beban. Larian yang lebih lama, konduktor yang lebih kecil dan arus yang lebih tinggi semuanya meningkatkan kehilangan itu. Kalkulator Penurunan Voltan menggunakan nilai ohm setiap panjang yang diterbitkan untuk saiz AWG tembaga atau aluminium daripada meminta kerintangan dengan tangan pada setiap anggaran.
Untuk anggaran DC atau satu fasa mudah dengan laluan konduktor pergi balik:
V_drop ≈ I × R_one_way × 2
% drop = (V_drop / V_source) × 100R_one_way berasal dari jadual wayar untuk tolok dan logam yang dipilih, berskala kepada panjang sehala. Masukkan panjang sehala (sumber untuk dimuatkan), bukan jumlah panas dan neutral, apabila kalkulator sudah menggunakan faktor laluan balik untuk jenis litar yang dipilih. Panjang pengiraan dua kali ialah punca kerap keputusan melambung yang kelihatan seperti masalah wayar apabila isu sebenar ialah kemasukan data.
Beban yang menarik arus berterusan merasakan voltan lembut sebagai perjalanan haba, malap atau undervoltage. Inrush ringkas mungkin bertolak ansur dengan lebih banyak penurunan daripada pemanas berterusan pada larian yang sama.
Pilih fasa tunggal, tiga fasa atau DC
Jenis litar menukar pengganda yang menukar rintangan sehala kepada voltan yang dilihat antara bekalan dan beban. Arus terus dan AC fasa tunggal biasa kedua-duanya menggunakan laluan keluar dan belakang dua wayar dalam model rintangan mudah. Anggaran tiga fasa menggunakan faktor geometri yang berbeza. Pilih mod yang sepadan dengan sistem yang dipasang sebelum membandingkan penurunan peratus kepada sasaran.
| taip | Faktor biasa pada I × R_one_way |
|---|---|
| DC (dua wayar) | ×2 (keluar dan belakang) |
| AC fasa tunggal | ×2 (laluan dua wayar yang serupa) |
| AC tiga fasa | ×√3 ≈ ×1.732 untuk anggaran penurunan baris |
Formula medan tepat berbeza-beza mengikut faktor kuasa dan sama ada penurunan dilaporkan baris ke baris atau garis ke neutral. Kalkulator ini menggunakan faktor pengajaran standard di atas untuk anggaran kuprum/aluminium AWG. Untuk permulaan motor atau penyuap reaktans tinggi, pengiraan impedans penuh tergolong dalam perisian reka bentuk, bukan jadual AWG perintang sahaja. Pilih tembaga atau aluminium untuk dipadankan dengan konduktor yang dipasang; aluminium memerlukan tolok yang lebih besar untuk sasaran jatuh yang sama kerana kerintangannya lebih tinggi.
Baca jadual wayar AWG
American Wire Gauge melabel diameter: nombor tolok yang lebih besar bermakna wayar yang lebih nipis dan rintangan yang lebih tinggi bagi setiap kaki. Jadual menyimpan anggaran rintangan DC dalam ohm setiap 1,000 kaki untuk kuprum (dan lajur aluminium selari) pada suhu rujukan. Penskalaan kepada panjang larian memberikan R_one_way untuk persamaan jatuh.
| AWG | lebih kurang kuprum Ω / 1,000 kaki (jadual biasa) | Nota |
|---|---|---|
| 14 | ~2.525 | Pencahayaan cawangan biasa |
| 12 | ~1.588 | 20 A copper branch circuits |
| 10 | ~0.999 | Beban lebih berat / berjalan lebih lama |
| 8 | ~0.628 | Subpanel dan penyuap panjang |
| 6 | ~0.395 | Pengumpan yang lebih besar |
Nilai berbeza sedikit antara jadual NEC Bab 9, data pengilang dan andaian suhu. Kalkulator menyatakan suhu jadual yang digunakan di sebelah hasilnya. Konduktor panas meningkatkan rintangan; larian loteng yang cerah jatuh lebih daripada larian bawah tanah dengan tolok yang sama. Terkandas vs pepejal juga mengalihkan rintangan sedikit; gunakan jadual yang sepadan dengan kabel yang dibeli apabila anggaran menghampiri had yang sukar.
Kira penurunan untuk 12 AWG melebihi 100 kaki pada 15 A
Lekapan pengajaran menggunakan tembaga 12 AWG, panjang sehala 100 kaki, beban 15 A, sumber 120 V dan laluan dua wayar satu fasa. Input tersebut mendarat tepat di atas sasaran cawangan biasa 3% dan menunjukkan sebab panjang penting walaupun apabila ampacity kelihatan baik pada carta pendek.
1. Rintangan untuk 100 kaki sehala. Menggunakan ~1.588 Ω setiap 1,000 kaki untuk kuprum 12 AWG: `` R_one_way = 1.588 × (100 / 1000) = 0.1588 Ω ``
2. Turun pergi balik. `` V_drop = 15 A × 0.1588 Ω × 2 = 4.764 V ≈ 4.76 V ``
3. Peratusan 120 V. `` % drop = (4.76 / 120) × 100 ≈ 3.97% ``
Keputusan: kira-kira 4.76 V, atau 3.97%. Voltan pada beban adalah berhampiran 115.2 V sebelum kehilangan lain. Peratusan itu berada di atas panduan litar cawangan 3% biasa yang dibincangkan seterusnya.
Jika beban yang sama dijalankan pada 10 AWG (~0.999 Ω/1,000 kaki): `` R_one_way = 0.0999 Ω V_drop = 15 × 0.0999 × 2 ≈ 3.00 V ≈ 2.5% ``
Tolok pembesaran ialah penetapan biasa apabila panjang dan arus ditetapkan. Kalkulator Penurunan Voltan harus menghasilkan semula lekapan 4.76 V / 3.97% apabila input tersebut dimasukkan dengan jadual rintangan yang sama.
Semak penurunan terhadap panduan reka bentuk
Pereka bentuk sering menyasarkan kira-kira 3% kejatuhan pada litar cawangan dan kira-kira 5% jumlah termasuk penyuap. Angka tersebut adalah panduan untuk kecekapan dan prestasi peralatan, bukan pengganti untuk membaca kod elektrik yang diterima pakai dalam bidang kuasa. Pindaan tempatan, peraturan beban berterusan dan pembetulan ambien masih digunakan pada setiap pemasangan sebenar.
Sarung 12 AWG / 100 kaki / 15 A / 120 V pada ~3.97% melebihi sasaran cawangan 3%. Pilihan: memendekkan larian, mengurangkan arus, meningkatkan saiz konduktor, atau meningkatkan voltan sistem di mana peralatan membenarkan (contohnya 240 V dan bukannya 120 V untuk kuasa yang sama pada separuh arus). Motor dan pemacu LED boleh berkelakuan salah apabila voltan lembut walaupun konduktor adalah ampacity-legal. Ampacity menjawab sama ada wayar terlalu panas; kejatuhan voltan menjawab sama ada beban melihat volt yang mencukupi. Kedua-dua cek itu penting.
Dokumentasikan jenis logam, suhu dan litar yang diandaikan di sebelah mana-mana peratus yang mendorong pesanan pembelian. Penggantian aluminium kemudian membatalkan anggaran berasaskan tembaga tanpa sebarang perubahan kepada panjang atau amp.
Pilih saiz wayar untuk kekal di bawah sasaran
Apabila peratusan maksimum (atau volt maksimum) dimasukkan, kalkulator boleh mengesyorkan AWG terkecil dalam jadualnya yang mengekalkan anggaran penurunan di bawah sasaran itu untuk panjang dan arus yang dinyatakan. Pengesyoran masih memerlukan semakan ampacity: tolok yang melepasi penurunan mungkin gagal kempacity, dan sebaliknya adalah biasa pada litar pintas dan berat.
Larian sehala yang panjang ke bangunan luar adalah kes besar klasik. Cawangan tembaga 12 AWG yang baik pada 40 kaki boleh menggagalkan sasaran 3% pada 100 kaki di bawah beban 15 A yang sama, seperti yang ditunjukkan oleh contoh kerja. Konduktor selari dan sistem voltan lebih tinggi adalah pilihan selanjutnya apabila konduktor tunggal menjadi tidak praktikal. Mencampurkan nilai ohm aluminium dengan label kuprum mengurangkan penurunan dan boleh menyebabkan beban jauh kelaparan.
Keupayaan arus berbanding kejatuhan voltan
Jadual ampacity menjawab had terma untuk penebat. Penurunan voltan menjawab volt yang boleh digunakan di hujung paling jauh. Larian berat yang singkat mungkin melepasi penurunan namun duduk berhampiran ampacity; larian ringan yang panjang mungkin melepasi ampacity namun gagal mencapai sasaran penurunan 3%. Jalankan kedua-dua semakan.
Faktor kuasa dan reaktans konduktor lebih penting pada penyuap AC yang panjang dan motor besar daripada pada larian kawalan DC yang pendek. Apabila jadual perintang dan ukuran medan tidak bersetuju dengan margin yang lebar, cari sambungan longgar, penamatan bersaiz kecil atau panjang sehala yang salah sebelum menyalahkan carta AWG.
Soalan lazim
Bagaimanakah anda mengira penurunan voltan dalam wayar?
Darab arus dengan rintangan perjalanan pergi balik larian (atau gunakan faktor tiga fasa pada rintangan sehala), kemudian bahagikan dengan voltan sumber dan darab dengan 100 untuk peratus. Gunakan nilai ohm setiap panjang untuk logam yang dipasang dan tolok pada suhu yang dinyatakan.
Apakah penurunan untuk 12 AWG, 100 kaki, 15 A pada 120 V?
Kira-kira 4.76 V, atau kira-kira 3.97%, menggunakan rintangan kuprum biasa 12 AWG berhampiran 1.588 Ω setiap 1,000 kaki dan laluan balik dua wayar. Voltan beban kemudiannya menghampiri 115 V sebelum kerugian lain.
Adakah penurunan voltan 3% merupakan keperluan kod?
Anggap 3% cawangan dan 5% jumlah sebagai panduan reka bentuk biasa. Sahkan keperluan dalam kod elektrik yang diterima pakai secara tempatan; halaman ini bukan petikan kod dan tidak menggantikan peraturan pemeriksaan.
Adakah medan panjang bermaksud sehala atau pergi balik?
Masukkan panjang sehala apabila kalkulator menggunakan faktor laluan balik untuk jenis litar yang dipilih. Semak petunjuk medan pada alat. Memasukkan panjang perjalanan pergi dan balik di atas faktor ×2 menggandakan anggaran secara tidak sengaja.
Tembaga atau aluminium?
Padankan logam yang dipasang. Aluminium mempunyai rintangan yang lebih tinggi; AWG yang sama menurunkan lebih banyak volt daripada kuprum. Naikkan aluminium berbanding anggaran tembaga apabila sasaran jatuh ditetapkan.
Adakah penurunan voltan menggantikan saiz ampacity?
Tidak. Ampacity mengelakkan terlalu panas. Penurunan voltan melindungi prestasi peralatan di hujung. Litar boleh melepasi satu cek dan gagal yang lain; kedua-duanya berada dalam lembaran kerja.
Mengapa tiga fasa berbeza?
Geometri arus talian menukar faktor daripada ×2 kepada kira-kira ×√3 untuk anggaran penurunan voltan talian biasa. Menggunakan faktor fasa tunggal pada penyuap tiga fasa salah nyatakan hasilnya.
Apakah suhu yang diandaikan?
Jadual memetik suhu rujukan. Saluran panas meningkatkan rintangan dan jatuh. Gunakan rujukan kalkulator yang dinyatakan atau jadual yang diperbetulkan suhu untuk larian kritikal dalam ruang ambien yang tinggi.
Bolehkah penurunan peratus diturunkan tanpa menukar tolok?
Ya: memendekkan larian, menurunkan arus, atau menggunakan voltan sistem yang lebih tinggi supaya arus jatuh untuk kuasa yang sama. Setiap pilihan mengubah kekangan yang berbeza (penghalaan, beban, penilaian peralatan).
Ringkasan
Kalkulator Penurunan Voltan menukar tolok, panjang, arus dan voltan kepada anggaran kerugian volt dan peratus untuk larian DC, fasa tunggal dan tiga fasa. Lekapan 12 AWG, 100 kaki, 15 A, 120 V mendarat berhampiran 4.76 V dan 3.97%, melebihi panduan cawangan 3% biasa.
Naikkan konduktor, pendekkan larian atau fikir semula voltan apabila anggaran melebihi sasaran projek, dan masih mengesahkan ampacity dan kod tempatan secara berasingan.