Bardzo ważnym parametrem podczas układania sieci elektrycznych jest oszczędność. Zwiększając przekrój przewodu z 1,5 mm2 do 2,5 mm2 można uzyskać tak poważną różnicę w ilości, że klient po prostu nie „rozciągnie” budżetu. Ale wybierając okablowanie o małym przekroju, mistrz ryzykuje tak poważny problem, jak spadek napięcia. Co to jest i jak temu zapobiec - w dalszej części artykułu.
Zaczynając od podstaw: prawo Ohma w akcji
Zanim zajmiemy się pojęciem spadku napięcia, należy przypomnieć podstawowe i podstawowe prawo elektrotechniki, a mianowicie prawo Ohma dla oddzielnej sekcji obwodu:
I = U / R
Gdzie prąd (I) jest wprost proporcjonalny do napięcia (U) i odwrotnie proporcjonalny do rezystancji (R). Dlaczego akurat na oddzielną sekcję łańcucha? Ponieważ prawo Ohma dla całej sekcji obwodu obejmuje sumę rezystancji czynnej i biernej (indukcyjnej i pojemnościowej). Tak duża ilość danych jest potrzebna do poważnych obliczeń, najczęściej z zakresu energetyki.
Z tego wzoru można znaleźć napięcie - różnicę potencjałów:
U = I * R
Ta prosta równość towarzyszy wszystkim elektrykom w ich pracy i jest przydatna przy obliczaniu spadku napięcia w kablu o określonej długości.
Obliczanie okablowania dla spadku napięcia
Czy długość i rozmiar kabla mają wpływ na napięcie? Wpływa na to i doskonale widać to na przykładzie prawa Ohma, które zostało szczegółowo omówione w poprzednim akapicie.
Każdy przewodnik ma pewien rodzaj rezystancji, której wartość zależy od materiału samego przewodnika. Na przykład miedź przewodzi prąd elektryczny znacznie lepiej niż aluminium, a srebro lepiej niż miedź itp. Cały kabel jego długość stwarza niewielki opór dla prądu, co ostatecznie prowadzi do spadku napięcia na nim kończy się.
Aby znaleźć spadek napięcia na kablach, musisz znaleźć jego rezystancję według wzoru:
r = ρ * (l / S)
Gdzie ρ (grecka litera „ro”) oznacza opór właściwy materiału, z którego wykonany jest przewodnik. Należy go znaleźć w tabelach podręczników elektrycznych. l to długość przewodu, a S to jego przekrój.
Po znalezieniu rezystancji przewodu lub kabla można obliczyć spadek napięcia na jego przekroju zgodnie z prawem Ohma. Aby wzmocnić informacje, możesz skorzystać z następującego przykładu:
Moc lampy to 100 W.
Przewód jest miedziany, o długości 5 mi przekroju 1,5 mm2.
Spadek napięcia wyniesie:
U = 0,45 A * 3,35 oma = 1,5 V.
Przy poborze mocy 100 V spadek napięcia na 5 m kablu o przekroju 1,5 mm2 wyniesie 1,5 V.
Dlaczego przewody muszą być większe przy niskim napięciu?
Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy odwołać się do przykładu z poprzedniego akapitu. Na przewodzie o długości 5 mi przekroju 1,5 mm2 spadek napięcia wyniósł 1,5 V, czyli całkiem sporo, na przykład jak na sieć domową 220 V i praktycznie nie jest zauważalny na liniach 380 V. A jeśli jest taki spadek w sieci pokładowej samochodu osobowego, to gdzie różnica potencjałów nie przekracza 12 V? Całkiem namacalne. Dlatego w celu skompensowania spadku napięcia montuje się przewody o większym przekroju.