Gerilim Düşümü

Bir Kablo Hattında Kaybedilen Voltajı Hesaplama

Her kablonun bir miktar direnci vardır, bu yüzden kaynak ile beslediği şey arasında her zaman biraz voltaj kaybolur — voltaj düşüşü bunun ne kadar olduğudur. Kablonun malzemesini ve kalınlığını, taşıdığı akımı, tek yönlü uzunluğunu ve kaynak voltajını girin; bu hesaplayıcı, o hat üzerinde tam olarak kaç volt (ve hangi yüzde) kaybedildiğini gösterir.

Bu, daha uzun kablo hatlarında en önemlisidir — bir garaj veya kulübe alt panosu, bir uzatma devresi veya bir güneş enerjisi dizisinin bir invertöre dönüş hattı gibi — burada çok fazla voltaj düşüşü, ışıkların sönükleşmesine, motorların daha sıcak ve daha az verimli çalışmasına ve teknik olarak hâlâ güç almasına rağmen diğer ekipmanların hatalı davranmasına neden olabilir.

Formül

$$\text{Voltaj Düşüşü} = \frac{2 \times \vA{K} \times \vB{\text{Akım}} \times \vC{\text{Tek Yönlü Uzunluk}}}{\vD{\text{Dairesel Mil}}}$$

• K, kablo malzemesine (bakır veya alüminyum) özgü bir direnç sabitidir — zamanla değişmeyen, uzun süredir kararlı bir fiziksel özellik.
• Dairesel Mil, standart AWG (Amerikan Kablo Kalınlığı) referans tablosundan bakılan kablo kalınlığının kesit alanıdır.
• 2 çarpanı, akımın gerçekte yaptığı gidiş-dönüş yolculuğunu hesaba katar — bir iletken üzerinden yüke gider ve diğerinden geri döner — yalnızca tek yönlü mesafeyi girseniz bile.

Örnek Hesaplama

120 voltluk bir devrede, 50 fit tek yönlü bir hat üzerinde 20 amper taşıyan 12 AWG bakır bir kablo:

1. 12 AWG bakırın kesit alanı 6.530 dairesel mildir ve bakırın K sabiti 12,9’dur.
2. Voltaj düşüşü: $\frac{2 \times 12.9 \times 20 \times 50}{6,530} \approx 3,95 \text{ volt}$.
3. Kaynağın yüzdesi olarak: $3,95 \div 120 \times 100 \approx \%3,29$ — bir dal devresi için yaygın olarak belirtilen %3 yönergesinin biraz üzerinde, bu da daha kalın bir kalınlık veya daha kısa bir hattın değerlendirilmeye değer olduğu anlamına gelir.

Dikkate Alınması Gereken Önemli Faktörler

• Daha düşük bir AWG numarası DAHA KALIN bir kablo anlamına gelir, bu yaygın bir karışıklık kaynağıdır. Kablo kalınlığı numaralandırması sezginin tersi yönde çalışır — 10 AWG bir kablo fiziksel olarak 14 AWG bir kablodan daha kalındır ve daha az direnci vardır, bu yüzden voltaj düşüşünü azaltmak için bir kabloyu büyütmek DAHA KÜÇÜK bir kalınlık numarası seçmek anlamına gelir, daha büyük değil.
• Bakır ve alüminyum kablo, aynı kalınlık ve uzunluk için voltaj düşüşünü değiştiren anlamlı ölçüde farklı direnç değerlerine sahiptir. Alüminyum bakırdan belirgin şekilde daha yüksek dirence sahiptir, bu yüzden bir alüminyum hat, aynı mesafede bakır bir hatla aynı voltaj düşüşünü elde etmek için bakır bir hattan daha kalın bir kalınlık gerektirir — bir voltaj düşüşü hesaplamasına dayanarak bir kalınlık seçmeden önce hangi malzemenin gerçekte kullanıldığını her zaman doğrulayın.
• Aşırı voltaj düşüşü, yalnızca daha sönük ışıkların ötesinde gerçek, kümülatif sorunlara neden olur. Düşük voltajda çalışan motorlar telafi etmek için daha fazla akım çeker, bu da fazladan ısı üretir ve ömürlerini kısaltır — bu tam olarak voltaj düşüşünün yalnızca küçük bir verimlilik ayrıntısı değil, gerçek bir ekipman ömrü ve güvenlik endişesi olarak önemli olmasının nedenidir.
• Yaygın olarak belirtilen %3 (dal devresi) ve %5 (birleşik besleme ve dal) voltaj düşüşü yönergeleri, Ulusal Elektrik Yönetmeliğinin kendi önerilerinden gelir, çoğu yargı bölgesinde katı bir yasal sınır değildir. Bu yüzdeler, ekipmanın yeterli voltajı almasını sağlamak için yaygın olarak izlenen en iyi uygulama hedefleridir — özellikle izinli bir elektrik kurulumu için, bir DIY referans tahmininin ötesindeki her şey için yerel elektrik yönetmeliği gereksinimlerini her zaman kontrol edin.

Yaygın Hatalar

• Tek yönlü mesafe yerine gidiş-dönüş kablo uzunluğunu girmek. Bu hesaplayıcının formülü, dönüş iletkenini hesaba katmak için uzunluğu zaten dahili olarak ikiye katlar — zaten ikiye katlanmış bir uzunluk girmek voltaj düşüşünü 2 kat fazla tahmin eder.
• AWG numaralarının hangi yönde ilerlediğini karıştırmak. Daha büyük bir kalınlık numarasının daha düşük dirençli daha büyük bir kablo anlamına geldiğini varsaymak tam tersidir — 10 AWG bir kablo, 14 AWG bir kablodan daha kalındır (ve daha az voltaj düşüşüne sahiptir), tam tersi değil.
• Bir alüminyum hat için bakırın direnç sabitini kullanmak, ya da tam tersi. İki malzeme anlamlı ölçüde farklı dirence sahiptir, bu yüzden yanlış malzemenin sabitini girmek, gerçekte kurulan kabloyla eşleşmeyen bir voltaj düşüşü tahmini üretir.

Bilmekte Fayda Var

• Bir güneş enerjisi dizisinin bir invertöre dönüş hattı için kablo kalınlığını mı belirliyorsunuz? Güneş Enerjisi Sistemi Boyutu Hesaplayıcı ve Güneş Paneli Tasarrufu Hesaplayıcı, bu kablonun gerçekte güç taşıyacağı sistemi planlamaya yardımcı olur.
• Akım ve direnç arasındaki ilişkiyi doğrudan Ohm Yasası ile tekrar kontrol etmek ister misiniz? Ohm Yasası Hesaplayıcı, diğer ikisinden voltaj, akım veya direnci çözer.