为什么电线本身有电阻值得计算
每根真实的电线(甚至是铜线)都具有一定的电阻,并且该电阻在到达负载之前会在整个运行过程中消耗少量电压。这是欧姆定律适用于电线本身,而不是电线末端的设备——电线越长越细,它在途中悄悄吸收的电压就越多。
R = (ρ × Length) ÷ Circular mils
Voltage drop = Current × R × Circuit factor
电路系数考虑了电流必须完成一个回路的事实:对于直流和单相电路,它是 2,因为电流流向负载并通过第二根导体返回,从而使电流通过的电线的有效长度加倍。三相电路使用约 1.732 (√3),反映三个导体如何分担负载。
一个有效的例子
采用 15A、120V 单相电路,在 12 AWG 铜线上运行 100 英尺:
R = (12.9 × 100) ÷ 6,530 ≈ 0.1976 Ω
VD = 15 × 0.1976 × 2 ≈ 5.93 V
VD% = 5.93 ÷ 120 × 100 ≈ 4.9%
这已经高于分支电路通常引用的 3% 准则,这正是推动实际安装采用更重规格(如 10 AWG)或缩短运行时间(如果可以选择)的结果。
NEC 指南的实际内容
美国国家电气规范的信息说明建议将分支电路上的电压降保持在 3% 左右,并且从服务入口到最远负载的总电压降不超过 5% 左右,作为合理高效运行的目标。在大多数司法管辖区中,这些只是建议,而不是硬编码违规,但超过这些建议也并非无害——在长期低电压下运行的电机会消耗更多电流来弥补电压,并且运行温度更高,LED 驱动器和电子设备可能会在其额定输入范围之外表现出不可预测的行为。当地法规和特定设备可能会施加更严格的限制,因此请务必检查相关安装的实际要求。
将电压降恢复到目标值以下
实际上只有四个杠杆,它们都直接遵循公式:使用更大的线规(每英尺电阻更低),如果布局允许则缩短运行时间,减少电路承载的电流,或者提高系统电压,以便相同的功率以更低的电流移动。电线尺寸通常是现有布局的实际答案,因为扩大导体尺寸通常比重新定位面板或负载更容易。
相关电气计算
该计算器实际上是专门应用于导线电阻的欧姆定律 - 对于更一般的 V = I × R 关系,请参阅欧姆定律计算器,并且对于更广泛的设备功率和成本计算,电量计算器。