なぜワイヤー自体に計算に値する抵抗があるのか
実際のすべてのワイヤには、銅線であってもある程度の抵抗があり、その抵抗は負荷に到達するまでに配線全体にわたって少量の電圧を消費します。これは、ワイヤの端にあるデバイスではなく、ワイヤ自体に適用されるオームの法則です。ワイヤが長くて細いほど、途中で静かに吸収される電圧が増加します。
R = (ρ × Length) ÷ Circular mils
Voltage drop = Current × R × Circuit factor
回路係数は、電流がループを完了する必要があるという事実を考慮します。DC および単相回路の場合、電流は 2 になります。これは、電流が負荷に流出し、2 番目の導体を通って戻るため、電流が通過するワイヤの有効長が 2 倍になるからです。三相回路では、代わりに約 1.732 (√3) が使用され、3 つの導体が負荷をどのように共有するかを反映します。
うまくいった例
15A、120V の単相回路を 12 AWG 銅線で 100 フィート実行するとします。
R = (12.9 × 100) ÷ 6,530 ≈ 0.1976 Ω
VD = 15 × 0.1976 × 2 ≈ 5.93 V
VD% = 5.93 ÷ 120 × 100 ≈ 4.9%
これは、分岐回路で一般的に引用されている 3% ガイドラインをすでに上回っています。これはまさに、実際の設置を 10 AWG などのより重いゲージに向けて推進するか、オプションで配線を短くする方向に進むような結果です。
NEC ガイダンスの実際の内容
米国電気工事規則の情報メモでは、適度に効率的な動作の目標として、分岐回路での電圧降下を約 3% に抑え、引き込み口から最も遠い負荷までの合計で約 5% 以下に抑えることを提案しています。これらは、ほとんどの管轄区域におけるハードコード違反ではなく推奨事項ですが、これらを超えることは無害ではありません。慢性的に低い電圧で動作するモーターは、それを補うためにより多くの電流を消費し、動作がより熱くなります。また、LED ドライバーや電子機器は、定格入力範囲を超えて予期せぬ動作をする可能性があります。地域の条例や特定の機器によっては、より厳しい制限が課される場合があるため、問題の設置に対する実際の要件を常に確認してください。
電圧降下を目標値以下に戻す
実際にはレバーは 4 つしかなく、それらはすべて公式から直接導き出されます。つまり、より大きなワイヤ ゲージを使用する (フィートあたりの抵抗が低い)、レイアウトで許容される場合は配線を短くする、回路が流す電流を減らす、またはシステム電圧を上げて同じ電力をより低い電流で流すことができます。多くの場合、パネルや負荷を再配置するよりも導体を大型化する方が簡単であるため、既存のレイアウトに対する実際的な答えはワイヤ サイズです。
Related electrical calculations
この計算機は、実際にはワイヤ抵抗に特に適用されたオームの法則です。より一般的な V = I × R の関係については、次のセクションを参照してください。オームの法則計算機、およびより広範なアプライアンスの電力とコストの計算については、電気計算機。