电压降

对比计算

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每根导线都存在一定电阻，因此电源与其所供电设备之间总会损失一些电压——电压降就是损失的量。 输入导线的材质和线规、其承载的电流、单程长度以及电源电压，此计算器将显示在该线路上确切损失了多少伏特电压（以及百分比）。

这在较长的导线线路上尤为重要——例如车库或棚屋的分电箱、延长电路，或太阳能阵列返回逆变器的主干线——在这些情况下，过大的电压降会使灯光变暗、电机运行更热且效率更低，其他设备也可能出现异常，即使它们在技术上仍然接收到了电力。

\text{电压降} = \frac{2 \times \vA{K} \times \vB{\text{电流}} \times \vC{\text{单程长度}}}{\vD{\text{圆密尔面积}}}

一根 12 AWG 铜导线，在 120 伏电路上承载 20 安培电流，单程长度为 50 英尺：

12 AWG 铜线的横截面积为 6,530 圆密尔，铜的 K 常数为 12.9。
电压降： $\frac{2 \times 12.9 \times 20 \times 50}{6,530} \approx 3.95 \text{ 伏}$ 。
占电源电压的百分比： $3.95 \div 120 \times 100 \approx 3.29\%$ ——略微超过了支路电路常引用的 3% 准则，这意味着值得考虑使用更粗的线规或缩短线路长度。

较小的 AWG 数字代表更粗的导线，这是一个常见的混淆点。 线规编号的方向与直觉相反——10 AWG 导线比 14 AWG 导线更粗、电阻更小，因此要通过增大线径来减小电压降，意味着选择更小的线规数字，而不是更大的。
铜线和铝线的电阻率有明显差异，这会改变相同线规和长度下的电压降。 铝的电阻明显高于铜，因此在相同距离上要达到与铜线相同的电压降，铝线需要用更粗的线规——在根据电压降计算选择线规之前，请务必先确认实际使用的是哪种材质。
过大的电压降除了会使灯光变暗之外，还会造成真实的、累积性的问题。 在欠压条件下运行的电机会消耗更多电流来补偿，这会产生额外的热量并缩短其使用寿命——这正是为什么电压降是一个真实的设备寿命和安全问题，而不仅仅是一个次要的效率细节。
常被引用的 3%（支路电路）和 5%（馈线加支路合计）电压降准则，来自美国国家电气规范自身的建议，而不是大多数辖区的硬性法律限制。 这些百分比是被广泛遵循的最佳实践目标，用于确保设备获得足够的电压——对于超出 DIY 参考估算范畴的任何情况，尤其是需要许可的电气安装工程，请务必核实当地的电气规范要求。

输入往返导线长度而不是单程距离。 此计算器的公式已在内部将长度加倍以考虑返回导体——输入已经加倍的长度会使电压降被高估 2 倍。
混淆 AWG 编号的方向。 认为线规数字越大代表导线越粗、电阻越小的想法正好相反——10 AWG 导线比 14 AWG 导线更粗（电压降也更小），而不是相反。
对铝线线路使用铜的电阻率常数，或反之。 这两种材质的电阻有显著差异，因此代入错误材质的常数会得出与实际安装导线不符的电压降估算值。

多大的电压降是可接受的？

美国国家电气规范（NEC）常引用的准则是将支路电路的电压降保持在约 3% 或以下（与馈线合计为 5%）——低于此值，设备通常能按预期运行；高于此值，电机和其他设备可能运行效率低下或出现异常。

为什么我输入的长度在计算中被加倍？

电流必须完成整个往返行程——经由一条导体流向负载，再经由另一条导体返回——即使您只测量了单程距离。公式中的系数 2 会自动考虑这一点，因此您只需输入单程长度即可。

为什么相同线规下铝线的电压降比铜线更大？

铝的电阻比铜高，因此相同长度和线规的线路在铝线中损失的电压更多——这也是为什么铝线布线通常比同一电路所需的铜线粗一到两个线规的原因。