Điện và điện tử

Máy tính sụt áp DC

Tính sụt áp dây dẫn, điện áp tại tải và tổn hao công suất với đồng hoặc nhôm, AWG hoặc mm².

Dữ liệu nhập

Kết quả

Sụt áp: —

Điện áp tại tải: —

Sụt áp · %: —

Tổn hao công suất dây: —

Điện trở vòng: —

Tiết diện dây dẫn: —

—

Tiết diện cho mục tiêu: —

Chiều dài một chiều tối đa: —

Công thứcR = ρ × 2L / A

Dùng dây dẫn lý tưởng ở 20 °C. Không tính phát nhiệt, tổn hao tiếp xúc và khả năng tải dòng. Tiết diện và chiều dài chỉ áp dụng cho mục tiêu sụt áp.

Ước tính độ sụt áp trên cáp DC và so sánh kích thước dây dẫn

Ước tính điện áp bị mất trên cáp DC gồm hai dây dẫn, điện áp đến tải và công suất tiêu tán trên cáp. So sánh kích thước dây dẫn với mục tiêu độ sụt áp đã chọn. Mô hình giả định dây đi và dây về giống nhau, có điện trở suất cố định ở 20 °C; không xét các mối nối, sự tăng nhiệt độ và phản ứng của tải khi điện áp giảm.

Từng bước thực hiện

Nhập điện áp nguồn và dòng tải dự kiến. Nhập khoảng cách một chiều từ nguồn đến tải, sau đó chọn mét hoặc feet; máy tính tự động tính cả đường về.
Chọn đồng hoặc nhôm và nhập tiết diện dây dẫn bằng mm², hoặc chọn cỡ AWG. Đặt tỷ lệ sụt áp tối đa mà bạn muốn dùng để so sánh.
Xem độ sụt áp, điện áp tải, tổn hao trên cáp và trạng thái đạt mục tiêu. So sánh tiết diện tối thiểu và chiều dài một chiều tối đa đã tính, sau đó thay đổi kích thước dây dẫn để xem ảnh hưởng.

Cài đặt và giới hạn

Chiều dài và điện trở cáp: Mô hình dùng R = ρ × 2L / A, trong đó L là chiều dài một chiều và A là tiết diện của mỗi dây dẫn. Nếu nhập tổng chiều dài đường đi và đường về, chiều dài vòng dây sẽ bị tính hai lần. Hai dây dẫn được giả định có cùng vật liệu và tiết diện.
Tiết diện và AWG: Tiết diện là diện tích mặt cắt của dây dẫn, không phải đường kính cáp hay kích thước bên ngoài gồm cả lớp cách điện. Số AWG nhỏ hơn biểu thị dây dẫn lớn hơn. Kết quả tiết diện tối thiểu chỉ đáp ứng mục tiêu độ sụt áp; không xác định khả năng mang dòng, yêu cầu bảo vệ hay việc tuân thủ quy định lắp đặt.
Mục tiêu và giả định vận hành: Mục tiêu phải lớn hơn 0% và nhỏ hơn 100%. Đồng và nhôm có điện trở suất cố định khác nhau, nên cùng kích thước sẽ tạo ra tổn hao khác nhau. Dòng điện luôn giữ ở giá trị đã nhập; công cụ không mô phỏng tải công suất không đổi hút thêm dòng khi điện áp giảm.

Ví dụ thực hành

Nhập 12 V, 5 A và cáp đồng dài một chiều 10 m. Chọn mm², nhập 2.5 mm² và đặt mục tiêu 3%. So sánh kết quả đó với cùng cáp có tiết diện 6 mm² trong bảng bên dưới.

Kết quả dự kiến
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

Với 2.5 mm², độ sụt áp là 0.68964 V, tương đương 5.747%, vượt mục tiêu. Tiết diện tối thiểu tính được khoảng 4.78917 mm²; với 6 mm², độ sụt áp giảm còn 0.28735 V, tương đương 2.39458%. Chiều dài một chiều tối đa của cáp ban đầu để đạt mục tiêu là khoảng 5.22011 m.

Câu hỏi và khắc phục sự cố

Tại sao điện áp tải hiển thị dấu gạch ngang?

Độ sụt áp tính được bằng hoặc lớn hơn điện áp nguồn sẽ không để lại điện áp tải dương trong mô hình dòng điện cố định này. Kiểm tra dòng điện, chiều dài một chiều và kích thước dây dẫn. Kết quả cho thấy các giả định không tương thích, chứ không dự đoán rằng tải thực sẽ tiếp tục hút dòng điện đã nhập.

Đạt mục tiêu có nghĩa là cáp phù hợp không?

Điều đó chỉ có nghĩa là độ sụt áp theo mô hình nằm trong tỷ lệ đã chọn. Sự phát nhiệt của cáp, đường đi dây, điều kiện môi trường, đầu nối và thiết bị bảo vệ không thuộc phạm vi tính toán này. Kiểm tra riêng các yêu cầu đó trước khi chọn cáp để sử dụng thực tế.

Điều gì xảy ra khi dòng điện bằng không?

Dòng điện bằng không cho độ sụt áp và tổn hao trên cáp bằng không. Chiều dài tối đa hiển thị là không giới hạn vì không có độ sụt áp để so sánh với mục tiêu. Kết quả toán học này không xác định chiều dài lắp đặt thực tế phù hợp.