电压降计算器

对于直流、单相和三相电路,计算出电线实际因电阻损失了多少电压、将损失保持在目标百分比以下所需的最小规格,或者给定电线可以处理的最大电流或长度。

对于个人规划和一般参考——在需要时验证重要结果。

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您的意见

选择计算类型,输入电路参数,然后单击“计算”以查看电压降、电线尺寸、最大电流或最大长度以及逐步解决方案。

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。

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

常见问题解答

什么是电压降?

电压降是由于电阻导致沿导线的电压降低。过度跌落可能会导致灯光昏暗、电机故障和违反 NEC 规定。

导致电线电压下降的原因是什么?

长距离、小线规和高电流都会增加压降。铜和铝具有不同的电阻率——对于相同的压降,铝需要更大的规格。

什么是可接受的电压降?

NEC 信息说明通常针对分支电路 3% 的压降以及从服务到负载的总压降 5% 的目标,以实现高效设计 — 当地规范可能有所不同。

如何减少电压降?

使用更大的线规、缩短运行时间、降低负载电流或提高系统电压。对于长馈电,每个代码可以允许使用平行导体。

如何使用该电压降计算器?

输入电线尺寸、材料、长度、电流和电压,然后单击“计算”。伏特和百分比下降出现在 NEC 指导上下文中。

为什么直流电路和单相电路的计算要乘以2?

电流必须流向负载并返回电源才能完成电路,因此 100 英尺的导线实际上有 200 英尺的导体产生电阻。三相电路使用约 1.732(3 的平方根)的系数,反映三相导体如何不同地分担负载。

为什么对于相同的工作,铝线需要比铜线更大的规格?

对于相同的横截面积,铝的电阻比铜高大约 64%,因此铝导体需要比铜明显更厚才能在等效电压降下承载相同的电流。这是馈线和服务导线尺寸调整的常规部分,并不表明铝线本身有任何问题。

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