Spänningsfallskalkylatorn uppskattar hur mycket spänning som går förlorad i ledarna mellan en källa och en last. Ange trådmätare, enkelriktad längd, lastström, systemspänning och kretstyp (DC, enfas AC eller trefas AC); verktyget returnerar fall i volt och som en procentandel av källspänningen och flaggar sedan gemensamma designvägledningströsklar.
Beräkna spänningsfallet över en tråddragning
Ström genom en tråds motstånd producerar en IR-förlust som aldrig når belastningsterminalerna. Längre körningar, mindre ledare och högre ström ökar alla den förlusten. Spänningsfallskalkylatorn använder publicerade ohm-per-längd-värden för koppar- eller aluminium-AWG-storlekar snarare än att be om resistivitet för hand vid varje uppskattning.
För en enkel likströms- eller enfasuppskattning med en ledningsbana tur och retur:
V_drop ≈ I × R_one_way × 2
% drop = (V_drop / V_source) × 100R_one_way kommer från trådbordet för vald mätare och metall, skalad till enkelriktad längd. Ange enkelriktad längd (källa till belastning), inte summan av varm och neutral, när räknaren redan tillämpar returvägsfaktorn för den valda kretstypen. Dubbelräkningslängd är en vanlig orsak till uppblåsta resultat som ser ut som ett trådproblem när det verkliga problemet är datainmatning.
Belastningar som drar kontinuerlig ström känns mjuk spänning som värme, dimning eller underspänning löser ut. Kort inströmning kan tolerera mer fall än en kontinuerlig värmare på samma körning.
Välj enfas, trefas eller DC
Kretstyp ändrar multiplikatorn som omvandlar envägsresistans till spänningen sett mellan matning och last. Likström och vanlig enfas AC använder båda en tvåtråds ut- och tillbakaväg i den enkla resistiva modellen. Trefasuppskattningar använder en annan geometrisk faktor. Välj det läge som matchar det installerade systemet innan du jämför procentuell minskning med ett mål.
| Typ | Typisk faktor på I × R_one_way |
|---|---|
| DC (tvåledare) | ×2 (ut och tillbaka) |
| Enfas AC | ×2 (liknande tvåtrådsbana) |
| Trefas AC | ×√3 ≈ ×1.732 för uppskattningar av radfall |
Exakta fältformler varierar med effektfaktor och om fall rapporteras linje-till-linje eller linje-till-neutral. Den här kalkylatorn använder standardinlärningsfaktorerna ovan för koppar/aluminium AWG-uppskattningar. För motorstart eller högreaktansmatare hör en full impedansberäkning hemma i designprogramvaran, inte enbart en resistiv AWG-tabell. Välj koppar eller aluminium för att matcha de installerade ledarna; aluminium behöver en större mätare för samma fallmål eftersom dess resistivitet är högre.
Läs AWG trådtabellen
American Wire Gauge-etiketter diameter: större mätartal betyder tunnare tråd och högre motstånd per fot. Tabellen lagrar ungefärligt DC-motstånd i ohm per 1 000 fot för koppar (och en parallell aluminiumpelare) vid en referenstemperatur. Skalning till körlängden ger R_one_way för droppekvationen.
| AWG | Ca. koppar Ω / 1 000 fot (typiskt bord) | Anteckningar |
|---|---|---|
| 14 | ~2.525 | Gemensam grenbelysning |
| 12 | ~1.588 | 20 A copper branch circuits |
| 10 | ~0.999 | Tyngre laster / längre körningar |
| 8 | ~0.628 | Underpaneler och långa matare |
| 6 | ~0.395 | Större matare |
Värdena skiljer sig något mellan NEC Kapitel 9-tabeller, tillverkardata och temperaturantaganden. Kalkylatorn anger vilken tabelltemperatur den använder bredvid resultatet. Heta ledare höjer motståndet; en solig vindsbana faller mer än en källarbana av samma mått. Stranded vs solid ändrar också motståndet lite; använd tabellen som matchar den köpta kabeln när uppskattningen är nära en hård gräns.
Beräkna fall för 12 AWG över 100 fot vid 15 A
Lärarfixturen använder koppar 12 AWG, enkelriktad längd 100 fot, last 15 A, källa 120 V och en enfas tvåtrådsbana. Dessa ingångar landar strax över ett vanligt grenmål på 3 % och visar varför längden spelar roll även när ampaciteten ser bra ut på ett kort diagram.
1. Motstånd för 100 fot enkelriktad. Använda ~1.588 Ω per 1 000 fot för 12 AWG koppar: `` R_one_way = 1.588 × (100 / 1000) = 0.1588 Ω ``
2. Droppa tur och retur. `` V_drop = 15 A × 0.1588 Ω × 2 = 4.764 V ≈ 4.76 V ``
3. Procent av 120 V. `` % drop = (4.76 / 120) × 100 ≈ 3.97% ``
Resultat: cirka 4.76 V, eller 3.97%. Spänningen vid belastningen är nära 115.2 V före andra förluster. Den procenten ligger över den vanliga 3%-riktledningskretsen som diskuteras härnäst.
Om samma last körde på 10 AWG (~0.999 Ω/1 000 fot): `` R_one_way = 0.0999 Ω V_drop = 15 × 0.0999 × 2 ≈ 3.00 V ≈ 2.5% ``
Storleksmätare är den vanliga fixen när längd och ström är fixerade. Spänningsfallskalkylatorn bör återge fixturen 4.76 V / 3.97% när dessa ingångar skrivs in med samma resistanstabell.
Kontrollera fallet mot designvägledning
Designers siktar ofta på cirka 3 % nedgång på en grenkrets och cirka 5 % totalt inklusive mataren. Dessa siffror är vägledning för effektivitet och utrustningsprestanda, inte en ersättning för att läsa den antagna elektriska koden i jurisdiktionen. Lokala ändringar, regler för kontinuerlig belastning och omgivningskorrigeringar gäller fortfarande för varje verklig installation.
12 AWG / 100 fot / 15 A / 120 V-höljet vid ~3.97% överstiger ett 3%-grenmål. Alternativ: förkorta körningen, minska strömmen, öka ledarstorleken eller höja systemspänningen där utrustningen tillåter (till exempel 240 V istället för 120 V för samma effekt vid halva strömmen). Motorer och LED-drivrutiner kan uppträda fel när spänningen är mjuk även om ledarna är lagliga för ampacitet. Ampacity svarar på om tråden överhettas; spänningsfallet svarar på om lasten ser tillräckligt med volt. Båda kontrollerna har betydelse.
Dokumentera den antagna metall-, temperatur- och kretstypen bredvid eventuella procent som driver en inköpsorder. En senare aluminiumersättning ogiltigförklarar en kopparbaserad uppskattning utan någon ändring av längd eller ampere.
Välj en trådstorlek för att hålla sig under ett mål
När en maximal procent (eller maximal volt) skrivs in, kan räknaren rekommendera den minsta AWG i sin tabell som håller uppskattat fall under det målet för den angivna längden och strömmen. Rekommendationer behöver fortfarande en ampacity-kontroll: en mätare som klarar drop kan misslyckas med ampacity, och det omvända är vanligt på korta, tunga kretsar.
Långa enkelvägar till uthus är klassiska fall i större storlek. En 12 AWG koppargren som är bra på 40 fot kan misslyckas med ett 3%-mål vid 100 fot under samma 15 A belastning, som det arbetade exemplet visar. Parallella ledare och högre spänningssystem är ytterligare alternativ när en enda ledare skulle bli opraktisk. Att blanda aluminium ohm-värden med en kopparetikett underskattar fallet och kan lämna en avlägsen last svältande.
Strömbelastningsförmåga kontra spänningsfall
Ampacity tabeller svarar termiska gränser för isolering. Spänningsfallet svarar på användbara volt längst bort. En kort och tung löprunda kan passera droppe men ändå sitta nära ampacitet; en lång lätt körning kan passera ampaciteten men misslyckas med ett 3 % fallmål. Kör båda kontrollerna.
Effektfaktor och ledarreaktans har större betydelse på långa AC-matare och stora motorer än på korta DC-kontrollkörningar. När den resistiva tabellen och en fältmätning inte överensstämmer med stor marginal, leta efter lösa anslutningar, underdimensionerade avslutningar eller en felaktig enkelriktad längd innan du skyller på AWG-diagrammet.
Vanliga frågor
Hur beräknar man spänningsfallet i en tråd?
Multiplicera strömmen med resistansen tur och retur för körningen (eller tillämpa trefasfaktorn på envägsresistans), dividera sedan med källspänningen och multiplicera med 100 för procent. Använd ohm-per-längd-värdet för den installerade metallen och mätare vid den angivna temperaturen.
Vad är fallet för 12 AWG, 100 fot, 15 A vid 120 V?
Cirka 4.76 V, eller ungefär 3.97%, med ett typiskt kopparmotstånd på 12 AWG nära 1.588 Ω per 1 000 fot och en tvåtrådsreturväg. Lastspänningen är då nära 115 V före andra förluster.
Är 3% spänningsfall ett kodkrav?
Behandla 3 % gren och 5 % totalt som en vanlig designvägledning. Bekräfta kraven i den elektriska koden som antagits lokalt; den här sidan är inte en kodhänvisning och ersätter inte inspektionsregler.
Betyder längdfältet enkel resa eller tur och retur?
Ange enkelriktad längd när räknaren tillämpar returvägsfaktorn för den valda kretstypen. Kontrollera fälttipset på verktyget. Om du anger längden tur och retur ovanpå en ×2 faktor fördubblas uppskattningen av misstag.
Koppar eller aluminium?
Matcha den installerade metallen. Aluminium har högre motstånd; samma AWG sjunker mer volt än koppar. Förstora aluminium i förhållande till en kopparuppskattning när fallmålet är fixerat.
Ersätter spänningsfallet ampacitetsdimensionering?
Nej. Ampacity förhindrar överhettning. Spänningsfall skyddar utrustningens prestanda längst bort. En krets kan klara en kontroll och misslyckas med den andra; båda hör hemma i arbetsbladet.
Varför är trefas annorlunda?
Linjeströmmarnas geometri ändrar faktorn från ×2 till cirka ×√3 för typiska uppskattningar av linjespänningsfall. Att använda enfasfaktorn på en trefasmatare ger fel resultatet.
Vilken temperatur antas?
Tabeller anger en referenstemperatur. Heta ledningar ökar motståndet och faller. Använd kalkylatorns angivna referens eller en temperaturkorrigerad tabell för kritiska körningar i höga omgivningsutrymmen.
Kan sänkning i procent sänkas utan att man byter mätare?
Ja: förkorta körningen, sänk strömmen eller använd en högre systemspänning så att strömmen faller för samma effekt. Varje alternativ ändrar olika begränsningar (rutt, belastning, utrustningsklassificeringar).
Sammanfattning
Spänningsfallskalkylatorn förvandlar mätare, längd, ström och spänning till en volt- och procentförlustuppskattning för DC-, enfas- och trefaskörningar. Armaturen på 12 AWG, 100 fot, 15 A, 120 V landar nära 4.76 V och 3.97%, över typisk 3% grenledning.
Förstora ledare, förkorta körningar eller ompröva spänningen när uppskattningen överskrider projektets mål, och verifiera fortfarande ampacitet och lokal kod separat.