Kalkulator spadku napięcia szacuje, ile napięcia utracono w przewodnikach pomiędzy źródłem a obciążeniem. Wprowadź przekrój przewodu, długość przewodu w jedną stronę, prąd obciążenia, napięcie systemu i typ obwodu (DC, jednofazowy prąd przemienny lub trójfazowy prąd przemienny); narzędzie zwraca spadek w woltach i jako procent napięcia źródła, a następnie flaguje typowe progi wytycznych projektowych.
Oblicz spadek napięcia na przebiegu przewodu
Prąd przepływający przez rezystancję przewodu powoduje stratę w podczerwieni, która nigdy nie dociera do zacisków obciążenia. Dłuższe przebiegi, mniejsze przewody i wyższy prąd zwiększają tę stratę. Kalkulator spadku napięcia wykorzystuje opublikowane wartości omów na długość dla rozmiarów AWG z miedzi lub aluminium, zamiast pytać o rezystywność ręcznie przy każdym oszacowaniu.
W przypadku prostego oszacowania prądu stałego lub prądu jednofazowego ze ścieżką przewodu w obie strony:
V_drop ≈ I × R_one_way × 2
% drop = (V_drop / V_source) × 100R_one_way pochodzi z tabeli przewodów dla wybranego przekroju i metalu, przeskalowanych do długości jednokierunkowej. Wprowadź długość w jedną stronę (źródło do obciążenia), a nie sumę przewodu gorącego i neutralnego, jeśli kalkulator zastosował już współczynnik ścieżki powrotnej dla wybranego typu obwodu. Podwójne zliczanie długości jest częstą przyczyną zawyżonych wyników, które wyglądają jak problem z okablowaniem, gdy prawdziwym problemem jest wprowadzanie danych.
Obciążenia pobierające prąd ciągły odczuwają miękkie napięcie w postaci przegrzania, przyciemnienia lub zadziałania podnapięciowego. Krótki rozruch może tolerować większy spadek niż grzejnik ciągły w tym samym cyklu.
Wybierz jednofazowy, trójfazowy lub DC
Typ obwodu zmienia mnożnik, który zamienia rezystancję jednokierunkową na napięcie widoczne pomiędzy zasilaniem a obciążeniem. Zarówno prąd stały, jak i zwykły jednofazowy prąd przemienny wykorzystują dwuprzewodową ścieżkę wychodzącą i zwrotną w prostym modelu rezystancyjnym. W szacunkach trójfazowych stosuje się inny współczynnik geometryczny. Wybierz tryb pasujący do zainstalowanego systemu przed porównaniem procentowego spadku z wartością docelową.
| Typ | Typowy współczynnik na I × R_one_way |
|---|---|
| DC (dwuprzewodowy) | ×2 (w tę i z powrotem) |
| Jednofazowy prąd przemienny | ×2 (podobna ścieżka dwuprzewodowa) |
| Trójfazowy prąd przemienny | ×√3 ≈ ×1.732 dla szacunków spadku linii |
Dokładne wzory pól różnią się w zależności od współczynnika mocy i tego, czy zgłaszany jest spadek między liniami, czy między liniami neutralnymi. Kalkulator ten wykorzystuje powyższe standardowe współczynniki nauczania do szacunków miedzi/aluminium AWG. W przypadku rozruchu silnika lub zasilaczy o wysokiej reaktancji, w oprogramowaniu projektowym należy wykonać pełne obliczenie impedancji, a nie samą tabelę rezystancyjną AWG. Wybierz miedź lub aluminium, aby dopasować je do zainstalowanych przewodów; aluminium potrzebuje większego miernika dla tego samego celu spadku, ponieważ jego rezystywność jest wyższa.
Przeczytaj tabelę przewodów AWG
Średnica etykiet American Wire Gauge: większe liczby grubości oznaczają cieńszy drut i większy opór na stopę. W tabeli zapisano przybliżoną rezystancję prądu stałego w omach na 300 metrów dla miedzi (i równoległej kolumny aluminiowej) w temperaturze odniesienia. Skalowanie do długości przebiegu daje R_one_way dla równania spadku.
| AWG | Około. miedź Ω / 1000 stóp (typowa tabela) | Notatki |
|---|---|---|
| 14 | ~2.525 | Wspólne oświetlenie gałęzi |
| 12 | ~1.588 | 20 A copper branch circuits |
| 10 | ~0.999 | Większe obciążenia / dłuższe przebiegi |
| 8 | ~0.628 | Podpanele i długie podajniki |
| 6 | ~0.395 | Większe podajniki |
Wartości różnią się nieznacznie w tabelach z rozdziału 9 NEC, danych producenta i założeniach dotyczących temperatury. Kalkulator podaje obok wyniku temperaturę stołu. Gorące przewodniki zwiększają opór; nasłoneczniony strych obniża się bardziej niż piwnica o tej samej grubości. Stranded vs Solid również nieznacznie przesuwa opór; skorzystaj z tabeli odpowiadającej zakupionemu kablowi, gdy oszacowanie jest bliskie sztywnego limitu.
Oblicz spadek dla 12 AWG na 30 metrów przy 15 A
Urządzenie do nauczania wykorzystuje miedź 12 AWG, długość jednokierunkową 30 m, obciążenie 15 A, źródło 120 V i jednofazową ścieżkę dwuprzewodową. Dane wejściowe znajdują się tuż powyżej typowego docelowego poziomu rozgałęzienia wynoszącego 3% i pokazują, dlaczego długość ma znaczenie, nawet jeśli obciążalność prądowa wygląda dobrze na krótkim wykresie.
1. Opór na dystansie 30 metrów w jedną stronę. Używając ~1.588 Ω na 1000 stóp dla miedzi 12 AWG: `` R_one_way = 1.588 × (100 / 1000) = 0.1588 Ω ``
2. Przewóz w obie strony. `` V_drop = 15 A × 0.1588 Ω × 2 = 4.764 V ≈ 4.76 V ``
3. Procent 120 V. `` % drop = (4.76 / 120) × 100 ≈ 3.97% ``
Wynik: około 4.76 V lub 3.97%. Napięcie przy obciążeniu jest bliskie 115.2 V przed innymi stratami. Odsetek ten przewyższa powszechnie stosowane wytyczne dotyczące obwodów odgałęzionych wynoszące 3%, omówione poniżej.
Jeśli to samo obciążenie działało na 10 AWG (~0.999 Ω/1000 stóp): `` R_one_way = 0.0999 Ω V_drop = 15 × 0.0999 × 2 ≈ 3.00 V ≈ 2.5% ``
Zwiększenie miernika jest zwykle rozwiązaniem, gdy długość i prąd są stałe. Kalkulator spadku napięcia powinien odtworzyć urządzenie 4.76 V / 3.97%, gdy te wejścia zostaną wprowadzone z tą samą tabelą rezystancji.
Sprawdź spadek zgodnie z wytycznymi projektowymi
Projektanci często dążą do uzyskania około 3% spadku w obwodzie odgałęzionym i około 5% ogółem łącznie z zasilaczem. Liczby te stanowią wytyczne dotyczące wydajności i wydajności sprzętu, a nie zastępują odczytania przepisów elektrycznych przyjętych w danej jurysdykcji. Lokalne poprawki, zasady ciągłego obciążenia i poprawki otoczenia nadal mają zastosowanie do każdej rzeczywistej instalacji.
Obudowa 12 AWG / 100 stóp / 15 A / 120 V przy ~3.97% przekracza docelową wartość rozgałęzienia wynoszącą 3%. Opcje: skróć przebieg, zmniejsz prąd, zwiększ przekrój przewodu lub podnieś napięcie w systemie, jeśli pozwala na to sprzęt (na przykład 240 V zamiast 120 V dla tej samej mocy przy połowie prądu). Silniki i sterowniki LED mogą działać nieprawidłowo, gdy napięcie jest niskie, nawet jeśli przewody mają dopuszczalną obciążalność prądową. Amperatywność odpowiada na pytanie, czy drut się przegrzewa; spadek napięcia odpowiada na pytanie, czy obciążenie widzi wystarczającą ilość woltów. Obie kontrole mają znaczenie.
Udokumentuj zakładany metal, temperaturę i typ obwodu obok procentu wpływającego na zamówienie. Późniejsze zastąpienie aluminium unieważnia szacunki oparte na miedzi bez jakiejkolwiek zmiany długości lub natężenia.
Wybierz rozmiar drutu, aby pozostać pod celem
Po wprowadzeniu maksymalnego procentu (lub maksymalnego wolta) kalkulator może zalecić najmniejszy AWG w swojej tabeli, który utrzymuje szacowany spadek poniżej wartości docelowej dla podanej długości i prądu. Zalecenia nadal wymagają sprawdzenia amperażu: miernik, który przechodzi spadek, może nie przekroczyć amperażu, a w przypadku krótkich i ciężkich obwodów często zdarza się sytuacja odwrotna.
Długie, jednokierunkowe trasy do budynków gospodarczych to klasyczne przypadki typu upsize. Odgałęzienie miedziane 12 AWG, które jest w porządku w odległości 40 stóp, może nie osiągnąć docelowej wartości 3% na wysokości 30 stóp przy tym samym obciążeniu 15 A, jak pokazuje przeprowadzony przykład. Przewody równoległe i systemy o wyższym napięciu to dalsze opcje, gdy pojedynczy przewód stałby się niepraktyczny. Mieszanie wartości rezystancji aluminium z etykietą miedzianą zaniża spadek i może spowodować głód w odległym obciążeniu.
Amperowość a spadek napięcia
Tabele obciążalności odpowiadają limitom termicznym izolacji. Spadek napięcia odpowiada użytecznym woltom na drugim końcu. Krótki, ciężki bieg może przejść przez spadek, ale być w pobliżu obciążalności; długi przebieg światła może przekroczyć natężenie prądu, ale nie osiągnąć docelowego spadku o 3%. Uruchom oba sprawdzenia.
Współczynnik mocy i reaktancja przewodu mają większe znaczenie w przypadku długich zasilaczy prądu przemiennego i dużych silników niż w przypadku krótkich przebiegów sterowania prądem stałym. Jeśli tabela rezystancji i pomiar pola znacznie się różnią, poszukaj luźnych połączeń, zbyt małych końcówek lub nieprawidłowej długości w jedną stronę, zanim zrzucisz winę na wykres AWG.
Najczęściej zadawane pytania
Jak obliczyć spadek napięcia w przewodzie?
Pomnóż prąd przez rezystancję obwodu w obie strony (lub zastosuj współczynnik trójfazowy do rezystancji jednokierunkowej), następnie podziel przez napięcie źródła i pomnóż przez 100, aby uzyskać procent. Użyj wartości omów na długość dla zainstalowanego metalu i miernika w podanej temperaturze.
Jaki jest spadek dla 12 AWG, 100 stóp, 15 A przy 120 V?
Około 4.76 V, czyli w przybliżeniu 3.97%, przy zastosowaniu typowej rezystancji miedzi 12 AWG w pobliżu 1.588 Ω na 1000 stóp i dwuprzewodowej ścieżce powrotnej. Napięcie obciążenia jest wtedy bliskie 115 V przed innymi stratami.
Czy spadek napięcia o 3% jest wymogiem obowiązującym w przepisach?
Traktuj 3% gałęzi i 5% ogółem jako typowe wytyczne projektowe. Potwierdzić wymagania w przepisach elektrycznych przyjętych lokalnie; ta strona nie jest cytatem z kodu i nie zastępuje zasad inspekcji.
Czy pole długości oznacza podróż w jedną stronę czy w obie strony?
Wprowadź długość w jedną stronę, gdy kalkulator zastosuje współczynnik ścieżki powrotnej dla wybranego typu obwodu. Sprawdź wskazówkę dotyczącą pola na narzędziu. Wprowadzenie długości podróży w obie strony do współczynnika ×2 przez pomyłkę podwaja oszacowanie.
Miedź czy aluminium?
Dopasuj zainstalowany metal. Aluminium ma wyższą odporność; na tym samym AWG spada więcej woltów niż na miedzi. Zwiększ rozmiar aluminium w stosunku do szacunkowej wartości miedzi, gdy docelowy spadek zostanie ustalony.
Czy spadek napięcia zastępuje dobór natężenia prądu?
Nie. Amperowość zapobiega przegrzaniu. Spadek napięcia chroni wydajność sprzętu na drugim końcu. Obwód może przejść jedną kontrolę i nie przejść drugiej; oba należą do arkusza.
Dlaczego trójfazowy jest inny?
Geometria prądów liniowych zmienia współczynnik z ×2 do około ×√3 dla typowych szacunków spadku napięcia na linii. Użycie współczynnika jednofazowego w zasilaczu trójfazowym zafałszowuje wynik.
Jaka temperatura jest zakładana?
Tabele podają temperaturę odniesienia. Gorące przewody zwiększają opór i spadają. W przypadku krytycznych przebiegów w pomieszczeniach o wysokiej temperaturze należy stosować odniesienia podane w kalkulatorze lub tabelę skorygowaną o temperaturę.
Czy spadek procentowy można zmniejszyć bez zmiany manometru?
Tak: skróć cykl, obniż prąd lub użyj wyższego napięcia systemowego, aby prąd spadał przy tej samej mocy. Każda opcja zmienia inne ograniczenia (trasa, obciążenie, parametry sprzętu).
Podsumowanie
Kalkulator spadku napięcia zamienia miernik, długość, prąd i napięcie na szacunkową wartość woltów i procent strat dla prądu stałego, jednofazowego i trójfazowego. Oprawa 12 AWG, 100 stóp, 15 A, 120 V ląduje w pobliżu 4.76 V i 3.97%, powyżej typowych 3% wytycznych dla gałęzi.
Zwiększ rozmiar przewodów, skróć przebiegi lub przemyśl napięcie, gdy szacunkowe wartości przekraczają cel projektu, a mimo to oddzielnie weryfikuj obciążalność prądową i kod lokalny.