电压降计算器
电压降计算器用于估计电路的电压降。 根据电气规范 (NEC) 中的电阻和电抗数据进行计算。“估计电阻”选项卡根据导线尺寸估计的电阻数据进行计算。
当电流通过导线时,它被电势(电压)推动,它需要超过导线引起的一定水平的反向压力。电压降是由导线的相反压力引起的电势(电压)损失量。如果电流是交替的,这种相反的压力称为阻抗。阻抗是一个矢量或二维量,由电阻和电抗(积聚的电场对电流变化的反应)组成。如果电流是直接的,则相反的压力称为电阻。
电路中的过大电压降会导致灯光闪烁或烧焦,加热器加热不良,电机运行温度高于正常水平并烧毁。建议在满载条件下压降应小于5%。这可以通过选择正确的电线,并注意使用延长线和类似设备来实现。
电压下降有四个主要原因:
首先是电线所用材料的选择。银,铜,金和铝是导电性最好的金属之一。铜和铝是用于电线的最常见材料,因为它们的价格与银和金相比相对较低。铜是比铝更好的导体,并且在给定的长度和导线尺寸下具有比铝更小的电压降。
导线尺寸是决定压降的另一个重要因素。较大的导线尺寸(直径较大的导线)将比相同长度的较小导线尺寸具有较小的电压降。在美国线规中,每减少6号针距,线径增加一倍,每减少3号线径,电线横截面积增加一倍。在公制量规刻度中,量规是直径的 10 倍(以毫米为单位),因此 50 号公制导线的直径为 5 mm。
电压降的另一个关键因素是导线长度。对于相同电线尺寸,较短的导线将比较长的导线具有较小的压降。当电线或电缆的长度变得非常长时,电压降变得很重要。通常,这在房屋内的电路中不是问题,但在将电线连接到附属建筑物,井泵等时可能会成为问题。
最后,所承载的电流量会影响压降水平。通过导线的电流增加会导致压降增加。载流能力通常被称为载流量,这是一次可以推动的最大电子数 - 载流量这个词是安培容量的缩写。
导线的载流量取决于许多因素。当然,制造线材的基本材料是一个重要的限制因素。如果交流电通过导线发送,交流速度会影响载流量。导线使用的温度也会影响载流量。
电缆通常成束使用,当它们聚集在一起时,它们产生的总热量对载流量和电压降有影响。出于这个原因,必须遵守有关捆绑电缆的严格规则。
电缆选择由两个主要原则指导。首先,电缆应该能够承载施加在其上的电流负载而不会过热。它应该能够在其工作寿命期间遇到的最极端的温度条件下做到这一点。其次,它应该提供足够健全的接地,以(i)将人们暴露在安全水平下的电压限制在安全水平,并且(ii)允许故障电流在短时间内使保险丝跳闸。
电压降计算
欧姆定律是计算压降的一个非常基本的定律:
Vdrop = I·R
即:
电线的电阻通常以特定长度电阻的形式测量和给出,通常以欧姆/公里或欧姆/1000英尺为单位。此外,导线是圆跳闸的。因此,单相或直流电路的公式变为:
Vdrop = 2·I·R·L
三相电路的公式变为:
Vdrop = √3·I·R·L
即:
典型 AWG 电线尺寸
AWG 是一种美规线规系统,主要在北美用于直径为圆形、实心、有色金属、导电线。以下是典型 AWG 电线及其尺寸的列表:
AWG | 直径 | 电线转弯 | 面积 | 耐铜性 | ||||
英寸 | 毫米 | 每英寸 | 每厘米 |
千圆密耳 (kcmil) |
毫米2 | Ω/公里 | Ω/1000英尺 | |
0000 (4/0) | 0.4600 | 11.684 | 2.17 | 0.856 | 212 | 107 | 0.1608 | 0.04901 |
000 (3/0) | 0.4096 | 10.404 | 2.44 | 0.961 | 168 | 85.0 | 0.2028 | 0.06180 |
00 (2/0) | 0.3648 | 9.266 | 2.74 | 1.08 | 133 | 67.4 | 0.2557 | 0.07793 |
0 (1/0) | 0.3249 | 8.252 | 3.08 | 1.21 | 106 | 53.5 | 0.3224 | 0.09827 |
1 | 0.2893 | 7.348 | 3.46 | 1.36 | 83.7 | 42.4 | 0.4066 | 0.1239 |
2 | 0.2576 | 6.544 | 3.88 | 1.53 | 66.4 | 33.6 | 0.5127 | 0.1563 |
3 | 0.2294 | 5.827 | 4.36 | 1.72 | 52.6 | 26.7 | 0.6465 | 0.1970 |
4 | 0.2043 | 5.189 | 4.89 | 1.93 | 41.7 | 21.2 | 0.8152 | 0.2485 |
5 | 0.1819 | 4.621 | 5.50 | 2.16 | 33.1 | 16.8 | 1.028 | 0.3133 |
6 | 0.1620 | 4.115 | 6.17 | 2.43 | 26.3 | 13.3 | 1.296 | 0.3951 |
7 | 0.1443 | 3.665 | 6.93 | 2.73 | 20.8 | 10.5 | 1.634 | 0.4982 |
8 | 0.1285 | 3.264 | 7.78 | 3.06 | 16.5 | 8.37 | 2.061 | 0.6282 |
9 | 0.1144 | 2.906 | 8.74 | 3.44 | 13.1 | 6.63 | 2.599 | 0.7921 |
10 | 0.1019 | 2.588 | 9.81 | 3.86 | 10.4 | 5.26 | 3.277 | 0.9989 |
11 | 0.0907 | 2.305 | 11.0 | 4.34 | 8.23 | 4.17 | 4.132 | 1.260 |
12 | 0.0808 | 2.053 | 12.4 | 4.87 | 6.53 | 3.31 | 5.211 | 1.588 |
13 | 0.0720 | 1.828 | 13.9 | 5.47 | 5.18 | 2.62 | 6.571 | 2.003 |
14 | 0.0641 | 1.628 | 15.6 | 6.14 | 4.11 | 2.08 | 8.286 | 2.525 |
15 | 0.0571 | 1.450 | 17.5 | 6.90 | 3.26 | 1.65 | 10.45 | 3.184 |
16 | 0.0508 | 1.291 | 19.7 | 7.75 | 2.58 | 1.31 | 13.17 | 4.016 |
17 | 0.0453 | 1.150 | 22.1 | 8.70 | 2.05 | 1.04 | 16.61 | 5.064 |
18 | 0.0403 | 1.024 | 24.8 | 9.77 | 1.62 | 0.823 | 20.95 | 6.385 |
19 | 0.0359 | 0.912 | 27.9 | 11.0 | 1.29 | 0.653 | 26.42 | 8.051 |
20 | 0.0320 | 0.812 | 31.3 | 12.3 | 1.02 | 0.518 | 33.31 | 10.15 |
21 | 0.0285 | 0.723 | 35.1 | 13.8 | 0.810 | 0.410 | 42.00 | 12.80 |
22 | 0.0253 | 0.644 | 39.5 | 15.5 | 0.642 | 0.326 | 52.96 | 16.14 |
23 | 0.0226 | 0.573 | 44.3 | 17.4 | 0.509 | 0.258 | 66.79 | 20.36 |
24 | 0.0201 | 0.511 | 49.7 | 19.6 | 0.404 | 0.205 | 84.22 | 25.67 |
25 | 0.0179 | 0.455 | 55.9 | 22.0 | 0.320 | 0.162 | 106.2 | 32.37 |
26 | 0.0159 | 0.405 | 62.7 | 24.7 | 0.254 | 0.129 | 133.9 | 40.81 |
27 | 0.0142 | 0.361 | 70.4 | 27.7 | 0.202 | 0.102 | 168.9 | 51.47 |
28 | 0.0126 | 0.321 | 79.1 | 31.1 | 0.160 | 0.0810 | 212.9 | 64.90 |
29 | 0.0113 | 0.286 | 88.8 | 35.0 | 0.127 | 0.0642 | 268.5 | 81.84 |
30 | 0.0100 | 0.255 | 99.7 | 39.3 | 0.101 | 0.0509 | 338.6 | 103.2 |
31 | 0.00893 | 0.227 | 112 | 44.1 | 0.0797 | 0.0404 | 426.9 | 130.1 |
32 | 0.00795 | 0.202 | 126 | 49.5 | 0.0632 | 0.0320 | 538.3 | 164.1 |
33 | 0.00708 | 0.180 | 141 | 55.6 | 0.0501 | 0.0254 | 678.8 | 206.9 |
34 | 0.00630 | 0.160 | 159 | 62.4 | 0.0398 | 0.0201 | 856.0 | 260.9 |
35 | 0.00561 | 0.143 | 178 | 70.1 | 0.0315 | 0.0160 | 1079 | 329.0 |
36 | 0.00500 | 0.127 | 200 | 78.7 | 0.0250 | 0.0127 | 1361 | 414.8 |
37 | 0.00445 | 0.113 | 225 | 88.4 | 0.0198 | 0.0100 | 1716 | 523.1 |
38 | 0.00397 | 0.101 | 252 | 99.3 | 0.0157 | 0.00797 | 2164 | 659.6 |
39 | 0.00353 | 0.0897 | 283 | 111 | 0.0125 | 0.00632 | 2729 | 831.8 |
40 | 0.00314 | 0.0799 | 318 | 125 | 0.00989 | 0.00501 | 3441 | 1049 |