Калькулятор падения напряжения оценивает, сколько напряжения теряется в проводниках между источником и нагрузкой. Введите сечение провода, длину в одном направлении, ток нагрузки, напряжение системы и тип цепи (постоянный ток, однофазный переменный или трехфазный переменный ток); инструмент возвращает падение в вольтах и в процентах от напряжения источника, а затем отмечает общие пороговые значения, рекомендованные для проектирования.
Рассчитать падение напряжения на участке провода
Ток, проходящий через сопротивление провода, вызывает ИК-потери, которые никогда не достигают клемм нагрузки. Более длинные участки, меньшие по размеру проводники и более высокий ток увеличивают эти потери. Калькулятор падения напряжения использует опубликованные значения Ом на длину для медных или алюминиевых размеров AWG, а не запрашивает удельное сопротивление вручную при каждой оценке.
Для простой оценки постоянного или однофазного тока с двунаправленным проводником:
V_drop ≈ I × R_one_way × 2
% drop = (V_drop / V_source) × 100R_one_way берется из таблицы проводов для выбранного сечения и металла, масштабированной до длины одностороннего движения. Введите длину в одном направлении (от источника к нагрузке), а не сумму горячего и нейтрального напряжения, если калькулятор уже применил коэффициент обратного пути для выбранного типа цепи. Длина двойного счета является частой причиной завышенных результатов, которые выглядят как проблема с проводом, тогда как реальной проблемой является ввод данных.
Нагрузки, потребляющие постоянный ток, ощущают мягкое напряжение из-за перегрева, затемнения или понижения напряжения. Кратковременный бросок может выдержать большее падение, чем у нагревателя непрерывного действия в том же режиме.
Выберите однофазный, трехфазный или постоянный ток
Тип цепи изменяет множитель, который превращает одностороннее сопротивление в напряжение, наблюдаемое между источником питания и нагрузкой. В простой резистивной модели постоянный ток и обычный однофазный переменный ток используют двухпроводной прямой путь. Трехфазные оценки используют другой геометрический коэффициент. Прежде чем сравнивать процентное снижение с целевым, выберите режим, соответствующий установленной системе.
| Тип | Типичный коэффициент I × R_one_way |
|---|---|
| постоянного тока (двухпроводной) | ×2 (туда и обратно) |
| Однофазный переменный ток | ×2 (аналогичный двухпроводной путь) |
| Трехфазный переменный ток | ×√3 ≈ ×1.732 для оценок падения линии |
Точные формулы поля зависят от коэффициента мощности и от того, сообщается ли падение между фазой или между фазой и нейтралью. Этот калькулятор использует приведенные выше стандартные коэффициенты обучения для оценки AWG меди/aluminium. Для запуска двигателей или фидеров с высоким реактивным сопротивлением полный расчет импеданса необходим в программном обеспечении для проектирования, а не только в таблице резистивных AWG. Выберите медь или алюминий, соответствующие установленным проводникам; Для алюминия требуется больший калибр для той же цели падения, поскольку его удельное сопротивление выше.
Прочтите таблицу проводов AWG
На маркировке American Wire Gauge указан диаметр: большее значение означает более тонкую проволоку и более высокое сопротивление на фут. В таблице указано приблизительное сопротивление постоянному току в Омах на 1000 футов для меди (и параллельной алюминиевой колонны) при эталонной температуре. Масштабирование длины пробега дает R_one_way для уравнения падения.
| AWG | Прибл. медь Ом / 1000 футов (типовая таблица) | Примечания |
|---|---|---|
| 14 | ~2.525 | Общее освещение ветвей |
| 12 | ~1.588 | 20 A copper branch circuits |
| 10 | ~0.999 | Более тяжелые нагрузки/длинные пробеги |
| 8 | ~0.628 | Подпанели и длинные фидеры |
| 6 | ~0.395 | Большие кормушки |
Значения незначительно отличаются в таблицах NEC, глава 9, данных производителя и предположениях о температуре. Рядом с результатом калькулятор указывает, какую именно температуру таблицы он использует. Горячие проводники повышают сопротивление; солнечный чердачный этаж падает больше, чем подвальный этаж той же ширины. Многожильный и твердый также немного меняют сопротивление; используйте таблицу, соответствующую купленному кабелю, если оценка близка к жесткому пределу.
Рассчитайте падение напряжения для 12 AWG на расстоянии более 100 футов при токе 15 А
В обучающем приспособлении используется медь 12 AWG, длина в одном направлении 100 футов, нагрузка 15 А, источник 120 В и однофазный двухпроводной канал. Эти входные данные находятся чуть выше обычного целевого показателя ветвления в 3% и показывают, почему длина имеет значение, даже если на коротком графике пропускная способность выглядит нормально.
1. Сопротивление на расстоянии 100 футов в одну сторону. Использование ~1.588 Ом на 1000 футов для меди 12 AWG: `` R_one_way = 1.588 × (100 / 1000) = 0.1588 Ω ``
2. Падение туда и обратно. `` V_drop = 15 A × 0.1588 Ω × 2 = 4.764 V ≈ 4.76 V ``
3. Процент от 120 В. `` % drop = (4.76 / 120) × 100 ≈ 3.97% ``
Результат: около 4.76 В или 3.97%. Напряжение на нагрузке около 115.2 В без учета других потерь. Этот процент превышает общий ориентир в 3% для ответвлений, о котором пойдет речь ниже.
Если та же нагрузка работала на 10 AWG (~0.999 Ом/1000 футов): `` R_one_way = 0.0999 Ω V_drop = 15 × 0.0999 × 2 ≈ 3.00 V ≈ 2.5% ``
Увеличение размера датчика является обычным решением, когда длина и ток фиксированы. Калькулятор падения напряжения должен воспроизвести результат измерения 4.76 В / 3.97%, когда эти входы вводятся с одинаковой таблицей сопротивлений.
Проверьте падение согласно рекомендациям по проектированию
Проектировщики часто стремятся добиться падения напряжения примерно на 3 % на ответвленной цепи и примерно на 5 % в целом, включая фидер. Эти цифры являются ориентиром для эффективности и производительности оборудования, а не заменой прочтения принятых в данной юрисдикции электротехнических норм и правил. Местные поправки, правила непрерывной нагрузки и поправки на условия окружающей среды по-прежнему применяются к каждой реальной установке.
Корпус 12 AWG / 100 футов / 15 А / 120 В при ~3.97% превышает целевой показатель разветвления 3%. Варианты: сократить длину пробега, уменьшить ток, увеличить сечение проводника или повысить напряжение системы там, где это позволяет оборудование (например, 240 В вместо 120 В для той же мощности при половинном токе). Двигатели и драйверы светодиодов могут работать неправильно при слабом напряжении, даже если проводники соответствуют допустимой токовой нагрузке. Мощность тока отвечает, перегревается ли провод; Падение напряжения отвечает, получает ли нагрузка достаточное напряжение. Оба чека имеют значение.
Задокументируйте предполагаемый металл, температуру и тип цепи рядом с любым процентом, который определяет заказ на поставку. Более поздняя замена алюминия делает недействительной оценку на основе меди без каких-либо изменений длины или силы тока.
Выберите размер проволоки, чтобы оставаться под целью
При вводе максимального процента (или максимального напряжения) калькулятор может рекомендовать наименьшее значение AWG в своей таблице, при котором расчетное падение напряжения будет ниже целевого значения для указанной длины и тока. Рекомендации по-прежнему требуют проверки токовой нагрузки: манометр, выдерживающий падение, может не выдержать токовой нагрузки, и обратное часто встречается в коротких и тяжелых цепях.
Длинные маршруты в одну сторону к хозяйственным постройкам , это классические случаи увеличения размера. Медная ветвь 12 AWG, которая работает на расстоянии 40 футов, может выйти из строя 3%-ную цель на расстоянии 100 футов при той же нагрузке 15 А, как показывает рабочий пример. Параллельные проводники и системы более высокого напряжения являются дополнительными вариантами, когда одиночный проводник становится непрактичным. Смешение значений сопротивления алюминия с медными метками занижает падение и может привести к голоданию удаленной нагрузки.
Зависимость токовой нагрузки от падения напряжения
Таблицы допустимой нагрузки соответствуют температурным ограничениям для изоляции. Падение напряжения соответствует полезному напряжению на дальнем конце. Короткая тяжелая пробежка может пройти мимо падения, но при этом оставаться почти на пределе пропускной способности; длительный пробег налегке может превысить допустимую нагрузку, но не достичь целевого показателя падения на 3%. Запустите обе проверки.
Коэффициент мощности и реактивное сопротивление проводника имеют большее значение для длинных фидеров переменного тока и больших двигателей, чем для коротких цепей управления постоянным током. Если резистивная таблица и результаты измерения поля значительно расходятся, прежде чем обвинять диаграмму AWG, обратите внимание на ослабленные соединения, клеммы недостаточного размера или неправильную одностороннюю длину.
Часто задаваемые вопросы
Как рассчитать падение напряжения в проводе?
Умножьте ток на сопротивление цепи в обоих направлениях (или примените трехфазный коэффициент к одностороннему сопротивлению), затем разделите на напряжение источника и умножьте на 100, чтобы получить процент. Используйте значение Ом на длину для установленного металла и манометра при указанной температуре.
Каково падение напряжения для 12 AWG, 100 футов, 15 А при 120 В?
Около 4.76 В или примерно 3.97%, с использованием типичного медного сопротивления 12 AWG около 1.588 Ом на 1000 футов и двухпроводного обратного пути. В этом случае напряжение нагрузки составляет около 115 В без учета других потерь.
Является ли падение напряжения 3% требованием норм?
Считайте 3% ответвлений и 5% общего количества общими рекомендациями по проектированию. Подтвердить требования электротехнических норм и правил, принятых на местах; эта страница не является ссылкой на код и не заменяет правила проверки.
Поле длины означает одностороннее или туда и обратно?
Введите длину в одном направлении, когда калькулятор применяет коэффициент обратного пути для выбранного типа цепи. Проверьте подсказку к полю на инструменте. Ввод длины туда и обратно поверх коэффициента ×2 по ошибке удваивает оценку.
Медь или алюминий?
Соответствуйте установленному металлу. Алюминий имеет более высокое сопротивление; тот же AWG падает больше вольт, чем медь. Увеличьте размер алюминия по сравнению с оценкой меди, когда цель падения фиксирована.
Заменяет ли падение напряжения определение мощности?
Нет. Мощность предотвращает перегрев. Падение напряжения защищает производительность оборудования на дальнем конце. Схема может пройти одну проверку и не пройти другую; оба принадлежат рабочему листу.
Почему трехфазный отличается?
Геометрия линейных токов изменяет коэффициент от ×2 до примерно ×√3 для типичных оценок падения напряжения в сети. Использование однофазного коэффициента в трехфазном фидере искажает результат.
Какая температура предполагается?
В таблицах указана эталонная температура. Горячие трубопроводы увеличивают сопротивление и падение. Используйте указанную на калькуляторе справочную информацию или таблицу с поправкой на температуру для критических запусков в помещениях с высокой температурой окружающей среды.
Можно ли снизить процентное падение без изменения манометра?
Да: сократите пробег, уменьшите ток или используйте более высокое напряжение системы, чтобы ток падал при той же мощности. Каждый вариант меняет различные ограничения (маршрутизация, нагрузка, номиналы оборудования).
Итог
Калькулятор падения напряжения преобразует толщину, длину, ток и напряжение в оценку потерь в вольтах и процентах для постоянного, однофазного и трехфазного тока. Светильник 12 AWG, 100 футов, 15 А, 120 В приземляется около 4.76 В и 3.97%, что выше типичного отклонения в 3 %.
Увеличьте размеры проводников, укоротите участки или переосмыслите напряжение, если оценка превышает целевое значение проекта, и при этом проверяйте токовую нагрузку и местные нормы отдельно.