Spenningsfall

Sammenlign Beregninger

Nedlastinger

Inkluderer dine inndata og resultater for denne beregningen, pluss eventuelle ytterligere beregninger du har sammenlignet.

Beregne Spenningstap Over En Ledningsstrekning

Hver ledning har en viss motstand, så noe spenning går alltid tapt mellom kilden og det den driver — spenningsfall er hvor mye. Angi ledningens materiale og tverrsnitt, strømmen den fører, dens enveislengde, og kildespenningen, og denne kalkulatoren viser nøyaktig hvor mange volt (og hvor stor prosentandel) som går tapt over den strekningen.

Dette betyr mest på lengre ledningsstrekninger — et garasje- eller skur-underfordelingsskap, en skjøtekrets, eller en solcellerekkes hjemmestrekning tilbake til en inverter — hvor for mye spenningsfall kan gjøre lys svakere, motorer varmere og mindre effektive, og annet utstyr feilfunksjon selv om det teknisk sett fortsatt mottar strøm.

Formelen

\text{Spenningsfall} = \frac{2 \times \vA{K} \times \vB{\text{Strøm}} \times \vC{\text{Enveislengde}}}{\vD{\text{Sirkulære Mils}}}

K er en resistivitetskonstant spesifikk for ledningsmaterialet (kobber eller aluminium) — en langvarig, stabil fysisk egenskap, ikke noe som endres over tid.
Sirkulære mils er ledningstverrsnittets tverrsnittsareal, slått opp fra den standard AWG (American Wire Gauge)-referansetabellen.
Faktoren 2 tar hensyn til rundturen strømmen faktisk gjør — ut til lasten gjennom én leder og tilbake gjennom den andre — selv om du bare angir enveisdistansen.

Regneeksempel

En 12 AWG kobber-ledning som fører 20 ampere over en 50-fots enveisstrekning på en 120-volts krets:

12 AWG kobber har et tverrsnittsareal på 6 530 sirkulære mils, og kobberets K-konstant er 12,9.
Spenningsfall: $\frac{2 \times 12,9 \times 20 \times 50}{6,530} \approx 3,95 \text{ volt}$ .
Som en prosentandel av kilden: $3,95 \div 120 \times 100 \approx 3,29\%$ — akkurat over den vanlig siterte 3%-retningslinjen for en avgrening, som betyr at et tykkere tverrsnitt eller en kortere strekning ville vært verdt å vurdere.

Viktige Faktorer å Vurdere

Et lavere AWG-tall betyr en TYKKERE ledning, noe som er en vanlig forvirringskilde. Ledningstverrsnittsnummerering går i motsatt retning av intuisjon — en 10 AWG-ledning er fysisk tykkere og har mindre motstand enn en 14 AWG-ledning, så å oppgradere en ledning for å redusere spenningsfall betyr å velge et MINDRE tverrsnittstall, ikke et større.
Kobber- og aluminiumsledning har betydelig forskjellig resistivitet, som endrer spenningsfallet for samme tverrsnitt og lengde. Aluminium har merkbart høyere motstand enn kobber, så en aluminiumsstrekning trenger et tykkere tverrsnitt enn en kobberstrekning for å oppnå samme spenningsfall over en identisk avstand — bekreft alltid hvilket materiale som faktisk brukes før du velger et tverrsnitt basert på en spenningsfallsberegning.
Overdrevent spenningsfall forårsaker reelle, kumulative problemer utover bare svakere lys. Motorer som går på underspenning trekker mer strøm for å kompensere, noe som genererer ekstra varme og reduserer levetiden deres — dette er nøyaktig hvorfor spenningsfall betyr noe som en genuin utstyrslevetids- og sikkerhetsbekymring, ikke bare en mindre effektivitetsdetalj.
De vanlig siterte 3% (avgrening) og 5% (kombinert hovedledning-og-avgrening) spenningsfall-retningslinjene kommer fra elektroforskriftens egne anbefalinger, ikke en streng juridisk grense de fleste steder. Disse prosentandelene er vidt fulgte beste-praksis-mål for å sikre at utstyr mottar tilstrekkelig spenning — sjekk alltid lokale elektroforskriftskrav for noe utover et gjør-det-selv-referanseestimat, spesielt for en godkjenningspliktig elektrisk installasjon.

Vanlige Feil

Å angi ledningslengden for rundtur i stedet for enveisavstanden. Formelen i denne kalkulatoren dobler allerede lengden internt for å ta hensyn til returlederen — å angi en allerede doblet lengde overvurderer spenningsfallet med 2x.
Å forveksle hvilken retning AWG-tallene går. Å anta at et større tverrsnittstall betyr en større ledning med lavere motstand er feil vei — en 10 AWG-ledning er tykkere (og har mindre spenningsfall) enn en 14 AWG-ledning, ikke omvendt.
Å bruke kobberets resistivitetskonstant for en aluminiumsstrekning, eller omvendt. De to materialene har betydelig forskjellig motstand, så å sette inn feil materiales konstant gir et spenningsfallsestimat som ikke stemmer med ledningen som faktisk installeres.

Nyttig å Vite

Dimensjonerer du en ledningsstrekning for en solcellerekkes hjemmestrekning tilbake til en inverter? Solcelle-Systemstørrelse-kalkulator og Solcelle-Besparelse-kalkulator hjelper med å planlegge systemet denne ledningen faktisk skal levere strøm til.
Vil du dobbeltsjekke forholdet mellom strøm og motstand direkte med Ohms lov? Ohms Lov-kalkulator løser for spenning, strøm eller motstand fra de to andre.

Kilde: Standard spenningsfall-formel og AWG-ledningstverrsnitt-referansetabell.

Ofte Stilte Spørsmål

Hvor mye spenningsfall er akseptabelt?

National Electrical Code (NEC) sin vanlig siterte retningslinje er å holde spenningsfallet på eller under omtrent 3% for en avgrening (5% kombinert med hovedledningen) — under det kjører utstyr generelt som forventet; over det kan motorer og annet utstyr kjøre ineffektivt eller feilfungere.

Hvorfor dobles lengden jeg angir i beregningen?

Strøm må reise hele rundturen — ut til lasten gjennom én leder, deretter tilbake gjennom returlederen — selv om du bare måler enveisdistansen. Formelens faktor på 2 tar automatisk hensyn til det, så angi bare enveislengden.

Hvorfor har aluminiumsledning mer spenningsfall enn kobber ved samme tverrsnitt?

Aluminium har høyere elektrisk motstand enn kobber, så en strekning med samme lengde og tverrsnitt mister mer spenning i aluminium — som er hvorfor aluminiumsledninger ofte dimensjoneres ett eller to trinn tykkere enn kobber ville trengt for samme krets.