Варто обчислити, чому сам дріт має опір
Кожен справжній дріт має певний опір, навіть мідний, і цей опір з’їдає невелику кількість напруги протягом усієї довжини, перш ніж він досягне навантаження. Це закон Ома, який застосовується до самого дроту, а не до пристрою на його кінці — чим довший і тонший дріт, тим більшу напругу він спокійно поглинає на шляху.
R = (ρ × Length) ÷ Circular mils
Voltage drop = Current × R × Circuit factor
Коефіцієнт ланцюга враховує той факт, що струм має завершувати цикл: для електричних кіл постійного струму та однофазних ланцюгів він дорівнює 2, оскільки струм проходить до навантаження та назад через другий провідник, подвоюючи ефективну довжину дроту, через який проходить струм. У трифазних ланцюгах замість цього використовується близько 1,732 (√3), що відображає те, як три провідники розподіляють навантаження.
Спрацьований приклад
Візьміть однофазну ланцюг на 15 А, 120 В, пройдіть 100 футів по мідному дроту 12 AWG:
R = (12.9 × 100) ÷ 6,530 ≈ 0.1976 Ω
VD = 15 × 0.1976 × 2 ≈ 5.93 V
VD% = 5.93 ÷ 120 × 100 ≈ 4.9%
Це вже вище нормативу 3%, який зазвичай цитується для розгалужених ланцюгів, що є саме тим результатом, який штовхає реальну установку до важчого калібру, наприклад 10 AWG, або до скорочення пробігу, якщо це можливо.
Що насправді говорить керівництво NEC
Інформаційні примітки Національного електричного кодексу пропонують підтримувати падіння напруги приблизно на рівні 3% у розгалуженій ланцюзі та не більше приблизно 5% від входу служби до найдальшого навантаження, як ціль для достатньо ефективної роботи. У більшості юрисдикцій це радше рекомендації, а не порушення жорсткого коду, але їх перевищення не є нешкідливим — двигун, що працює на хронічно низькій напрузі, споживає більше струму, щоб компенсувати це, і працює сильніше, а світлодіодні драйвери та електроніка можуть поводитися непередбачувано за межами свого номінального діапазону вхідного сигналу. Місцеві норми та спеціальне обладнання можуть накладати суворіші обмеження, тому завжди перевіряйте фактичні вимоги до відповідної установки.
Повернення падіння напруги під ціль
Насправді існує лише чотири важеля, і всі вони безпосередньо випливають із формули: використовуйте більший калібр дроту (нижчий опір на фут), скоротіть довжину, якщо це дозволяє компонування, зменшіть струм, який пропускає ланцюг, або підвищте напругу в системі, щоб та сама потужність передавалася при меншому струмі. Розмір дроту зазвичай є практичним рішенням для існуючого макета, оскільки часто легше збільшити розмір провідника, ніж перемістити панель або навантаження.
Супутні електричні розрахунки
Цей калькулятор насправді є законом Ома, застосованим саме до опору дроту — для більш загального співвідношення V = I × R див.Калькулятор закону Ома, а для ширших розрахунків потужності та вартості приладукалькулятор електроенергії.