Sähkö ja elektroniikka

DC-jännitehäviölaskuri

Laske kaapelin jännitehäviö, kuorman jännite ja tehohäviö kuparille tai alumiinille, AWG- tai mm²-koossa.

Syötetyt arvot

Tulokset

Jännitehäviö: —

Kuorman jännite: —

Jännitehäviö · %: —

Kaapelin tehohäviö: —

Silmukkaresistanssi: —

Johtimen poikkipinta-ala: —

—

Tavoitteen vaatima poikkipinta-ala: —

Suurin pituus yhteen suuntaan: —

KaavaR = ρ × 2L / A

Käyttää ihanteellisia johtimia 20 °C:ssa. Lämpenemistä, liitoshäviöitä ja virrankestoa ei huomioida. Pinta-ala ja pituus koskevat vain jännitehäviön tavoitetta.

Arvioi tasavirtakaapelin jännitehäviö ja vertaile johdinkokoja

Arvioi kaksijohtimisen tasavirtakaapelin jännitehäviö, kuormalle tuleva jännite ja kaapelissa hukkuva teho. Vertaa johdinkokoja valitsemaasi jännitehäviötavoitteeseen. Malli olettaa samanlaiset meno- ja paluujohtimet sekä vakion resistiivisyyden 20 °C:ssa; se ei huomioi liitoksia, lämpötilan nousua eikä kuorman reagointia jännitteen alenemiseen.

Vaihe vaiheelta

Syötä syöttöjännite ja odotettu kuormavirta. Syötä yhdensuuntainen etäisyys virtalähteestä kuormalle ja valitse sitten metrit tai jalat; laskuri huomioi paluureitin automaattisesti.
Valitse kupari tai alumiini ja syötä johtimen poikkipinta-ala yksikössä mm² tai valitse AWG-koko. Aseta suurin prosentuaalinen jännitehäviö, johon haluat verrata tulosta.
Tarkastele jännitehäviötä, kuorman jännitettä, kaapelin tehohäviötä ja tavoitteen täyttymistä. Vertaa laskettua vähimmäispinta-alaa ja suurinta yhdensuuntaista pituutta ja muuta sitten johdinkokoa nähdäksesi vaikutuksen.

Asetukset ja rajoitukset

Kaapelin pituus ja resistanssi: Malli käyttää kaavaa R = ρ × 2L / A, jossa L on yhdensuuntainen pituus ja A kummankin johtimen pinta-ala. Jos syötät meno- ja paluumatkan yhteispituuden, virtasilmukka lasketaan kahteen kertaan. Molemmilla johtimilla oletetaan olevan sama materiaali ja pinta-ala.
Pinta-ala ja AWG: Pinta-ala tarkoittaa johtimen poikkipinta-alaa, ei kaapelin halkaisijaa tai ulkomittaa eristeineen. Pienempi AWG-luku tarkoittaa suurempaa johdinta. Vähimmäispinta-alan tulos koskee vain jännitehäviötavoitettasi; se ei määritä kuormitettavuutta, suojausvaatimuksia eikä asennuksen vaatimustenmukaisuutta.
Tavoite ja käyttöoletukset: Tavoitteen on oltava suurempi kuin 0% ja pienempi kuin 100%. Kuparilla ja alumiinilla käytetään erilaisia vakioresistiivisyyksiä, joten sama koko tuottaa erilaiset häviöt. Virta pysyy syöttämässäsi arvossa; työkalu ei simuloi vakiotehokuormaa, joka ottaa enemmän virtaa jännitteen laskiessa.

Esimerkkitehtävä

Syötä 12 V, 5 A ja kuparikaapelin yhdensuuntaiseksi pituudeksi 10 m. Valitse mm², syötä 2.5 mm² ja aseta tavoitteeksi 3%. Vertaa tulosta samaan kaapeliin poikkipinta-alalla 6 mm² alla olevassa taulukossa.

Odotettu tulos
A	ΔV	ΔV / Vs	Vload	Ploss
2.5 mm²	0.68964 V	5.747%	11.3104 V	3.4482 W
6 mm²	0.28735 V	2.39458%	11.7127 V	1.43675 W

Poikkipinta-alalla 2.5 mm² jännitehäviö on 0.68964 V eli 5.747%, mikä ylittää tavoitteen. Laskettu vähimmäispinta-ala on noin 4.78917 mm²; poikkipinta-alalla 6 mm² jännitehäviö pienenee arvoon 0.28735 V eli 2.39458%. Alkuperäisen kaapelin suurin yhdensuuntainen pituus tavoitteen täyttyessä on noin 5.22011 m.

Kysymykset ja ongelmanratkaisu

Miksi kuorman jännitteen kohdalla näkyy viiva?

Jos laskettu jännitehäviö on yhtä suuri tai suurempi kuin syöttöjännite, tässä vakiovirtamallissa ei jää positiivista kuormajännitettä. Tarkista virta, yhdensuuntainen pituus ja johdinkoko. Tulos kertoo yhteensopimattomista oletuksista eikä ennusta, että todellinen kuorma jatkaisi syötetyn virran ottamista.

Tarkoittaako tavoitteen täyttyminen, että kaapeli on sopiva?

Se tarkoittaa vain, että mallinnettu jännitehäviö on valitsemasi prosenttirajan sisällä. Kaapelin lämpeneminen, reititys, ympäristöolosuhteet, liittimet ja suojalaitteet eivät sisälly tähän laskelmaan. Tarkista nämä vaatimukset erikseen ennen todellisen kaapelin valintaa.

Mitä tapahtuu, kun virta on nolla?

Nollavirta tuottaa nollan suuruisen jännitehäviön ja kaapelin tehohäviön. Suurin pituus näytetään rajattomana, koska jännitehäviötä ei ole verrattavaksi tavoitteeseen. Tämä matemaattinen tulos ei määritä käytännöllistä asennuspituutta.