配線での電圧損失を計算する
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
- 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:
- 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。
- 電圧降下: 。
- 電源に対する割合として: — 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。
考慮すべき重要なポイント
- AWG番号が小さいほど電線は太くなり、これはよくある混同の原因です。 電線ゲージの番号付けは直感とは逆方向に進みます — 10 AWGの電線は14 AWGの電線より物理的に太く抵抗が小さいため、電圧降下を減らすために電線を太くすることは、より大きなゲージ番号ではなくより小さなゲージ番号を選ぶことを意味します。
- 銅線とアルミ線は抵抗率が大きく異なり、同じゲージと長さでも電圧降下が変わります。 アルミニウムは銅よりかなり高い抵抗を持つため、同じ距離で同じ電圧降下を達成するには、アルミ配線は銅配線より太いゲージが必要です — 電圧降下の計算に基づいてゲージを選ぶ前に、実際に使用される材質を必ず確認してください。
- 過度な電圧降下は、照明が暗くなるだけでなく、実際の累積的な問題を引き起こします。 電圧不足で動作するモーターは補うためにより多くの電流を引き出し、これが余分な熱を発生させて寿命を縮めます — これがまさに電圧降下が単なる軽微な効率の問題ではなく、本当の機器寿命と安全性の懸念事項である理由です。
- 一般的に言われる3%(分岐回路)と5%(給電線と分岐回路の合計)の電圧降下ガイドラインは、全米電気工事規程自体の推奨事項に由来しており、ほとんどの管轄区域での法的な厳格な制限ではありません。 これらのパーセンテージは、機器が適切な電圧を受け取ることを確保するための広く従われているベストプラクティスの目標です — DIYの参考見積もりを超えるものについては、特に許可が必要な電気工事の場合、必ず地域の電気工事規程の要件を確認してください。
よくある間違い
- 片道の距離ではなく往復の電線長を入力すること。 この計算機の計算式は、戻り導体を考慮して 内部ですでに長さを2倍にしています — すでに2倍にした長さを入力すると、電圧降下が2倍に過大評価 されます。
- AWG番号の方向を取り違えること。 ゲージ番号が大きいほど太く抵抗が低い電線だと思い込むのは 逆です — 10 AWGの電線は14 AWGの電線より太く(そして電圧降下が小さく)なります。
- アルミ配線に銅の抵抗率定数を使う、またはその逆をすること。 2つの材質は抵抗が大きく異なる ため、間違った材質の定数を入力すると、実際に設置される電線と一致しない電圧降下の見積もりに なってしまいます。
知っておくと便利なこと
- 太陽光アレイからインバーターへの配線のサイズを決めていますか？ 太陽光発電システム容量計算機 と 太陽光パネル節約計算機 は、この電線が実際に電力を供給 するシステムの計画に役立ちます。
- 電流と抵抗の関係をオームの法則で直接確認したいですか？ オームの法則計算機 は他の2つの 値から電圧、電流、または抵抗を求めます。