वोल्टेज ड्रॉप

तार रन पर खोए गए वोल्टेज की गणना करना

हर तार में कुछ प्रतिरोध होता है, इसलिए स्रोत और जो कुछ भी वह पावर करता है उसके बीच हमेशा कुछ वोल्टेज खो जाता है — वोल्टेज ड्रॉप यह है कि कितना। तार की सामग्री और गेज, यह जो करंट वहन करता है, इसकी एक-तरफा लंबाई, और स्रोत वोल्टेज दर्ज करें, और यह कैलकुलेटर बिल्कुल दिखाता है कि उस रन पर कितने वोल्ट (और कितना प्रतिशत) खो जाते हैं।

यह लंबे तार रन पर सबसे अधिक मायने रखता है — एक गैरेज या शेड सब-पैनल, एक एक्सटेंशन सर्किट, या एक सोलर एरे का इन्वर्टर तक वापस जाने वाला होम रन — जहाँ बहुत अधिक वोल्टेज ड्रॉप लाइटों को धुंधला कर सकता है, मोटरों को अधिक गर्म और कम कुशल बना सकता है, और अन्य उपकरण गलत व्यवहार कर सकते हैं भले ही उन्हें तकनीकी रूप से अभी भी बिजली मिल रही हो।

सूत्र

$$\text{वोल्टेज ड्रॉप} = \frac{2 \times \vA{K} \times \vB{\text{करंट}} \times \vC{\text{एक-तरफा लंबाई}}}{\vD{\text{सर्कुलर मिल्स}}}$$

• K तार सामग्री (तांबा या एल्युमिनियम) के लिए विशिष्ट एक प्रतिरोधकता स्थिरांक है — एक लंबे समय से स्थिर भौतिक गुण, न कि समय के साथ बदलने वाली कोई चीज़।
• सर्कुलर मिल्स तार गेज का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रफल है, मानक AWG (अमेरिकन वायर गेज) संदर्भ तालिका से देखा गया।
• 2 का कारक करंट द्वारा वास्तव में की गई राउंड ट्रिप को ध्यान में रखता है — एक कंडक्टर के माध्यम से लोड तक और दूसरे के माध्यम से वापस — भले ही आप केवल एक-तरफा दूरी दर्ज करते हों।

हल किया गया उदाहरण

एक 12 AWG तांबे का तार जो 120-वोल्ट सर्किट पर 50-फुट एक-तरफा रन पर 20 एम्पीयर वहन करता है:

1. 12 AWG तांबे का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रफल 6,530 सर्कुलर मिल्स है, और तांबे का K स्थिरांक 12.9 है।
2. वोल्टेज ड्रॉप: $\frac{2 \times 12.9 \times 20 \times 50}{6,530} \approx 3.95 \text{ वोल्ट}$।
3. स्रोत के प्रतिशत के रूप में: $3.95 \div 120 \times 100 \approx 3.29\%$ — एक ब्रांच सर्किट के लिए सामान्यतः उद्धृत 3% दिशानिर्देश से थोड़ा अधिक, जिसका मतलब है कि एक मोटे गेज या छोटे रन पर विचार करना उचित होगा।

ध्यान रखने योग्य मुख्य बातें

• एक कम AWG संख्या का मतलब एक मोटा तार है, जो भ्रम का एक सामान्य स्रोत है। तार गेज नंबरिंग सहज बोध के विपरीत दिशा में चलती है — एक 10 AWG तार भौतिक रूप से 14 AWG तार की तुलना में मोटा है और उसका प्रतिरोध कम है, इसलिए वोल्टेज ड्रॉप को कम करने के लिए एक तार को अपसाइज़ करने का मतलब एक छोटा गेज नंबर चुनना है, बड़ा नहीं।
• तांबे और एल्युमिनियम के तारों की प्रतिरोधकता में सार्थक अंतर होता है, जो समान गेज और लंबाई के लिए वोल्टेज ड्रॉप को बदल देता है। एल्युमिनियम का प्रतिरोध तांबे की तुलना में उल्लेखनीय रूप से अधिक होता है, इसलिए समान दूरी पर समान वोल्टेज ड्रॉप हासिल करने के लिए एक एल्युमिनियम रन को एक तांबे रन की तुलना में एक मोटे गेज की आवश्यकता होती है — वोल्टेज-ड्रॉप गणना के आधार पर एक गेज चुनने से पहले हमेशा पुष्टि करें कि वास्तव में कौन सी सामग्री उपयोग की जा रही है।
• अत्यधिक वोल्टेज ड्रॉप केवल धुंधली लाइटों से परे वास्तविक, संचयी समस्याएं पैदा करता है। अंडरवोल्टेज पर चलने वाली मोटरें क्षतिपूर्ति के लिए अधिक करंट खींचती हैं, जो अतिरिक्त गर्मी उत्पन्न करता है और उनके जीवनकाल को कम करता है — यही ठीक कारण है कि वोल्टेज ड्रॉप एक वास्तविक उपकरण-दीर्घायु और सुरक्षा चिंता के रूप में मायने रखता है, न कि केवल एक मामूली दक्षता की नुक्ताचीनी।
• सामान्यतः उद्धृत 3% (ब्रांच सर्किट) और 5% (संयुक्त फीडर-और-ब्रांच) वोल्टेज ड्रॉप दिशानिर्देश नेशनल इलेक्ट्रिकल कोड की अपनी सिफारिशों से आते हैं, अधिकांश क्षेत्राधिकारों में एक सख्त कानूनी सीमा नहीं। ये प्रतिशत उपकरण को पर्याप्त वोल्टेज मिले यह सुनिश्चित करने के लिए व्यापक रूप से पालन किए जाने वाले सर्वोत्तम-अभ्यास लक्ष्य हैं — एक DIY संदर्भ अनुमान से परे किसी भी चीज़ के लिए, विशेष रूप से एक अनुमति प्राप्त विद्युत स्थापना के लिए, हमेशा स्थानीय विद्युत कोड आवश्यकताओं की जाँच करें।

सामान्य गलतियाँ

• एक-तरफा दूरी के बजाय राउंड-ट्रिप तार की लंबाई दर्ज करना। इस कैलकुलेटर का सूत्र रिटर्न कंडक्टर को ध्यान में रखने के लिए पहले से ही आंतरिक रूप से लंबाई को दोगुना कर देता है — पहले से दोगुनी लंबाई दर्ज करना वोल्टेज ड्रॉप को 2 गुना अधिक आंकता है।
• AWG संख्याओं की दिशा को लेकर भ्रमित होना। यह मान लेना कि एक बड़ी गेज संख्या का मतलब कम प्रतिरोध वाला बड़ा तार है, उल्टा है — 10 AWG तार 14 AWG तार से अधिक मोटा है (और इसमें कम वोल्टेज ड्रॉप होता है), न कि इसके विपरीत।
• एल्युमिनियम रन के लिए तांबे का प्रतिरोधकता स्थिरांक उपयोग करना, या इसके विपरीत। दोनों सामग्रियों का प्रतिरोध सार्थक रूप से भिन्न होता है, इसलिए गलत सामग्री का स्थिरांक डालने से एक वोल्टेज-ड्रॉप अनुमान उत्पन्न होता है जो वास्तव में स्थापित किए जा रहे तार से मेल नहीं खाता।

जानने योग्य उपयोगी बातें

• एक सोलर एरे के इन्वर्टर तक वापस जाने वाले होम रन के लिए तार रन का आकार तय कर रहे हैं? सोलर पैनल सिस्टम आकार कैलकुलेटर और सोलर पैनल बचत कैलकुलेटर उस सिस्टम की योजना बनाने में मदद करते हैं जिसके लिए यह तार वास्तव में बिजली ले जाएगा।
• ओम के नियम के साथ सीधे करंट और प्रतिरोध के संबंध को दोबारा जांचना चाहते हैं? ओम का नियम कैलकुलेटर अन्य दो से वोल्टेज, करंट, या प्रतिरोध हल करता है।