Úbytek Napětí

Výpočet Úbytku Napětí Na Trase Vodiče

Každý vodič má nějaký odpor, takže se mezi zdrojem a čímkoli, co napájí, vždy ztratí nějaké napětí — úbytek napětí je to, kolik. Zadejte materiál a průřez vodiče, proud, který jím prochází, jeho jednosměrnou délku, a zdrojové napětí, a tato kalkulačka zobrazí přesně, kolik voltů (a jaké procento) se na této trase ztratí.

Na tomto nejvíc záleží u delších tras vodiče — vedlejší rozvaděč garáže nebo kůlny, prodlužovací obvod, nebo zpáteční vedení solárního pole zpět k měniči — kde příliš velký úbytek napětí může způsobit tlumení světel, motory běžící tepleji a méně efektivně, a jiná zařízení fungující nesprávně, přestože technicky stále dostávají napájení.

Vzorec

$$\text{Úbytek Napětí} = \frac{2 \times \vA{K} \times \vB{\text{Proud}} \times \vC{\text{Jednosměrná Délka}}}{\vD{\text{Kruhové Mily}}}$$

• K je konstanta rezistivity specifická pro materiál vodiče (měď nebo hliník) — dlouhodobě stabilní fyzikální vlastnost, ne něco, co se v čase mění.
• Kruhové Mily je průřezová plocha vodiče podle jeho průřezu, vyhledaná ve standardní referenční tabulce AWG (American Wire Gauge).
• Faktor 2 zohledňuje cestu tam a zpět, kterou proud skutečně urazí — k zátěži jedním vodičem a zpět druhým — i když zadáváte jen jednosměrnou vzdálenost.

Řešený Příklad

Měděný vodič 12 AWG vedoucí 20 ampérů přes jednosměrnou trasu 50 stop na obvodu 120 voltů:

1. 12 AWG měď má průřezovou plochu 6 530 kruhových mil, a konstanta K mědi je 12,9.
2. Úbytek napětí: $\frac{2 \times 12,9 \times 20 \times 50}{6,530} \approx 3,95 \text{ voltů}$.
3. Jako procento zdroje: $3,95 \div 120 \times 100 \approx 3,29\%$ — jen mírně nad běžně citovanou směrnicí 3 % pro odbočný obvod, což znamená, že by stálo za zvážení tlustší průřez nebo kratší trasa.

Klíčové Faktory ke Zvážení

• Nižší číslo AWG znamená TLUSTŠÍ vodič, což je běžný zdroj zmatku. Číslování průřezu vodičů běží v opačném směru, než by intuice napovídala — vodič 10 AWG je fyzicky tlustší a má menší odpor než vodič 14 AWG, takže zvětšení průřezu vodiče ke snížení úbytku napětí znamená zvolit MENŠÍ číslo průřezu, ne větší.
• Měď a hliník mají smysluplně odlišnou rezistivitu, což mění úbytek napětí pro stejný průřez a délku. Hliník má výrazně vyšší odpor než měď, takže hliníková trasa potřebuje tlustší průřez než měděná trasa k dosažení stejného úbytku napětí na identické vzdálenosti — vždy potvrďte, jaký materiál se skutečně používá, než zvolíte průřez na základě výpočtu úbytku napětí.
• Nadměrný úbytek napětí způsobuje skutečné, kumulativní problémy nad rámec pouhého tlumení světel. Motory běžící na podpětí odebírají víc proudu na kompenzaci, což generuje extra teplo a zkracuje jejich životnost — to je přesně důvod, proč na úbytku napětí záleží jako na skutečné otázce životnosti zařízení a bezpečnosti, ne jen menší malichernosti efektivity.
• Běžně citované směrnice 3 % (odbočný obvod) a 5 % (kombinovaný přívodní a odbočný obvod) úbytku napětí pocházejí z vlastních doporučení Národního elektrotechnického kodexu (NEC), ne z tvrdého zákonného limitu ve většině jurisdikcí. Tato procenta jsou široce dodržované cíle osvědčených postupů pro zajištění, že zařízení dostává adekvátní napětí — vždy zkontrolujte místní požadavky elektrotechnického kodexu pro cokoli nad rámec orientačního odhadu pro kutily, zejména pro povolenou elektroinstalaci.

Časté Chyby

• Zadání délky vodiče tam a zpět místo jednosměrné vzdálenosti. Vzorec této kalkulačky již interně zdvojnásobuje délku, aby zohlednil zpětný vodič — zadání již zdvojnásobené délky nadhodnotí úbytek napětí dvojnásobně.
• Záměna směru čísel AWG. Předpoklad, že větší ČÍSLO průřezu znamená větší vodič s nižším odporem, je obráceně — vodič 10 AWG je tlustší (a ztrácí méně napětí) než vodič 14 AWG, nikoli naopak.
• Použití konstanty rezistivity mědi pro hliníkovou trasu, nebo naopak. Oba materiály mají smysluplně odlišný odpor, takže dosazení konstanty nesprávného materiálu vytvoří odhad úbytku napětí, který neodpovídá skutečně instalovanému vodiči.

Užitečné Informace

• Dimenzujete trasu vodiče pro zpětné vedení solárního pole k měniči? Kalkulačka Velikosti Solárního Systému a Kalkulačka Úspor Solárních Panelů pomáhají naplánovat systém, pro který bude tento vodič skutečně přenášet energii.
• Chcete si přímo ověřit vztah proudu a odporu pomocí Ohmova zákona? Kalkulačka Ohmova Zákona řeší napětí, proud, nebo odpor ze zbývajících dvou hodnot.