電圧降下計算機

この計算機の仕組み

すべての電線には抵抗があるため、電源とそれが電力を供給するものの間では常にいくらかの電圧が失われます — 電圧降下とはその量です。 電線の材質とゲージ、流れる電流、片道の長さ、電源電圧を入力すると、この計算機はその配線でちょうど何ボルト(そして何パーセント)が失われるかを表示します。

これは、ガレージや物置のサブパネル、延長回路、または太陽光アレイからインバーターへの配線のような、長い配線でより重要になります。電圧降下が大きすぎると、照明が暗くなったり、モーターがより熱く効率悪く動作したり、技術的には電力を受け取っていてもその他の機器が誤動作したりすることがあります。

計算式

$$\text{電圧降下} = \frac{2 \times \vA{K} \times \vB{\text{電流}} \times \vC{\text{片道の長さ}}}{\vD{\text{サーキュラーミル}}}$$

• Kは電線の材質(銅またはアルミニウム)に固有の抵抗率定数です — これは長年変わらない安定した物理特性であり、時間とともに変化するものではありません。
• サーキュラーミルは、標準的なAWG(アメリカワイヤーゲージ)参照表から調べた電線ゲージの断面積です。
• 係数2は、片道の距離しか入力しなくても電流が実際に行う往復(1本の導体を通って負荷まで行き、もう1本を通って戻る)を考慮しています。

計算例

12 AWGの銅線が120ボルト回路で片道50フィートにわたって20アンペアを流す場合:

1. 12 AWGの銅線の断面積は6,530サーキュラーミルで、銅のK定数は12.9です。
2. 電圧降下: $\frac{2 \times 12.9 \times 20 \times 50}{6{,}530} \approx 3.95 \text{ボルト}$。
3. 電源に対する割合として: $3.95 \div 120 \times 100 \approx 3.29\%$ — 分岐回路に対して一般的に言われる3%のガイドラインをわずかに超えており、より太いゲージや短い配線を検討する価値があることを意味します。