Содержание

Напряжение на одноцветной светодиодной ленте с учетом падения напряжения на соединительных проводах

Напряжение на одноцветной светодиодной ленте с учетом падения напряжения на соединительных проводах

К сожалению, Ваш браузер не поддерживает скрипты.

Напряжение на одноцветной светодиодной ленте с учетом падения напряжения на соединительных проводах

  • Главная
  • Калькуляторы
  • org/ListItem” data-page=””> Напряжение на одноцветной светодиодной ленте с учетом падения напряжения на соединительных проводах

Напряжение на одноцветной светодиодной ленте с учетом падения напряжения на соединительных проводах


ОТПРАВИТЬ ВОПРОС

РЕГИСТРАЦИЯ НОВОГО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

НОВЫЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ

ВХОД / РЕГИСТРАЦИЯ

Войти как пользователь:

Добро пожаловать, если вы НОВЫЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ

Добавить в список

Для работы со списками необходимо авторизоваться.


Авторизоваться

Мы используем файлы «cookie», как собственные, так и третьих сторон, для улучшения пользования сайтом и нашими услугами, путем анализа навигации по нашему веб-сайту. Если вы продолжите навигацию по нему, мы сочтем, что вы согласны с их использованием. Дополнительную информацию вы можете найти в нашей Политике в отношении файлов «cookie».

Как рассчитать падение напряжения на резисторах? Показываю на примерах | Будни радиолюбителя

Картинка для карточки. Источник Pixabay

Картинка для карточки. Источник Pixabay

Простая электрическая цепь состоит из источника питания, проводников и сопротивлений. На практике же электроцепи редко бывают простыми и включают в себя несколько различных ответвлений и повторных соединений.

В больших масштабах в роли сопротивлений может выступать бытовая техника, осветительные приборы и другие потребители. Давайте разберемся, что происходит с током и напряжением на каждом таком потребителе или резисторе с точки зрения электротехники.

Основы электротехники

Закон Ома гласит, что напряжение равно силе тока умноженной на сопротивление.  Это может относиться к цепи в целом, участку цепи или к конкретному резистору. Самая распространенная форма этого закона записывается:

U=IR

Два типа схем в электротехнике

Последовательная цепь

Здесь ток протекает по одному проводнику. Независимо от того, какие сопротивления встречаются на его пути, просто суммируйте их, чтобы получить общее сопротивление цепи в целом:

Rобщй = R1 + R2 + … + RN (последовательная цепь)

Последовательная цепь. Источник: Нарисовал сам

Последовательная цепь. Источник: Нарисовал сам

Параллельная цепь

В этом случае проводник разветвляется на два или более других проводника, на каждом из которых имеется своё сопротивление. В этом случае полное сопротивление определяется как:

1/Rобщ = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/R N (параллельная цепь)й

Параллельная цепь. Источник: Собственный рисунок

Параллельная цепь. Источник: Собственный рисунок

Если взглянуть на эту формулу, можно сделать вывод, что добавляя сопротивления одинаковой величины, вы уменьшаете сопротивление цепи в целом. Согласно закону Ома это фактически увеличивает ток!

Если это кажется нелогичным, представьте себе поток автомобилей, которые выезжают с парковки через один шлагбаум и тот же самый поток который выезжает со стоянки, которая имеет несколько выездов. Несколько выездов явно увеличит поток покидающих стоянку машин.

Падение напряжения в последовательной цепи

Если вы хотите найти падение напряжения на отдельных резисторах в цепи, выполните следующие действия:

  1. Рассчитайте общее сопротивление, сложив отдельные значения R.
  2. Рассчитайте ток в цепи, который одинаков для каждого резистора, поскольку в цепи только один проводник.
  3. Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе, используя закон Ома.

Пример: источник питания 24 В и три резистора подключены последовательно, где R1 = 4 Ом, R2 = 2 Ом и R3 = 6 Ом. Чему равно падение напряжения на каждом резисторе?

Схема для решения задачи на последовательно подключенное сопротивление. Источник: Собственный рисунок

Схема для решения задачи на последовательно подключенное сопротивление. Источник: Собственный рисунок

  • Сначала рассчитаем общее сопротивление: 4 + 2 + 6 = 12 Ом.
  • Далее рассчитываем ток: 24 В / 12 Ом = 2 А
  • Теперь используем ток, чтобы вычислить падение напряжения на каждом резисторе. Используя Закон Ома (U = IR) для каждого резистора, получим значения R1, R2 и R3 равными 8 В, 4 В и 12 В соответственно.

Падение напряжения в параллельной цепи

Пример: источник питания 24 В и три резистора подключены параллельно, где R1 = 4 Ом, R2 = 2 Ом и R3 = 6 Ом, как и в предыдущей схеме.  Чему будет равно падение напряжения на каждом резисторе?

Схема для решения задачи на паралельно подключенное сопротивление. Источник: Собственный рисунок

Схема для решения задачи на паралельно подключенное сопротивление. Источник: Собственный рисунок

В этом случае все проще: независимо от значения сопротивления, падение напряжения на каждом резисторе одинаково. Это означает, что падение напряжения на каждом из них — это просто общее напряжение цепи, деленное на количество резисторов в цепи, или 24 В / 3 = 8 В.

Применяя эти несложные правила вы сможете рассчитать падение напряжения даже в сложной цепи, достаточно лишь разделить её на простые участки.

Источником публикации является наш сайт milliamper.ru

Расчет напряжения электропитания на потребителя, определение напряжения на нагрузке

Падение напряжения в электрической сети может стать настоящей проблемой с приобретением современных мощных электроприборов. Чаще всего от этого страдают жильцы старых многоквартирных и частных домов, проводка в которых проложена 20, а то и 30 лет назад. Для энергопотребителей тех времен сечения кабеля было вполне достаточно, однако сегодня практически все пользователи полностью перешли на электрическую технику, эксплуатация которой требует модернизации проводки.

Наглядную картину можно наблюдать на примере освещения. Когда в электрической сети падает напряжение при подключении нагрузки с малым сопротивлением, лампы начинают гореть с меньшей яркостью. Причиной такого явления может быть недостаточное сечение проводки.

Чтобы убедиться в том, что источник выдает больший вольтаж, чем потребитель, необходимо вычислить напряжение на нагрузке. Сделать это можно путем включения в цепь вольтметра или по формуле. В первом случае измерительный прибор, который изначально имеет достаточно высокое сопротивление на входе, необходимо подключать параллельно линии. Это позволяет избежать шунтирования нагрузки и искажения результатов измерения.




Как рассчитать напряжение по формуле

Когда возникают перебои в подаче электроэнергии к приборам, важно проанализировать работу линии. При этом следует определить напряжение на нагрузке по формуле – такое решение дает максимально точный результат и позволяет вычислить другие параметры аналогичным способом. Так, формула расчета напряжения на нагрузке выглядит следующим образом:


U1 – напряжение источника;

ΔU – падение напряжения в линии;

I – ток в линии;

R0 – сопротивление линии.

В том случае, если сопротивление линии и напряжение источника постоянны, напряжение на нагрузке напрямую зависит от силы тока в линии.

Например, при подключении прибора в электрическую сеть с напряжением 220 В, током 10 А и сопротивлением линии, равным 2 Ом, напряжение на нагрузке составит:


В режиме холостого хода падения напряжения в линии нет (ΔU = 0), поэтому напряжение на нагрузке теоретически равно вольтажу источника (U

2 = U1). Однако на практике напряжение источника равняться напряжению потребителя не может, поскольку и проводка, и источник электроэнергии, и подключенный к сети прибор имеют собственное сопротивление.

Пример. Напряжение источника составляет 220 В, внутреннее его сопротивление можно не учитывать. Сопротивление проводки – 1 Ом. Сопротивление включенного в сеть электрического прибора – 12 Ом. Суммарное сопротивление цепи составит 13 Ом. Ток в линии рассчитывается по закону Ома и составляет:


Напряжение на нагрузке вычисляется по формуле, приведенной выше:


Таким образом, видно, что напряжение на нагрузке меньше исходных 220 В, остальной вольтаж «теряется» на проводах.

Падение напряжения при подключении нагрузки потребителя

Из-за скачков вольтажа в сети страдают преимущественно жители частного сектора, дачных и коттеджных поселков. Из-за чего же происходит падение напряжения при подключении потребителя?

Первая причина этого явления – недостаточное сечение электрической проводки в доме. Дело в том, что слишком тонкие жилы кабеля не выдерживают большой нагрузки, которая возникает при включении в сеть электроприборов с высокой мощностью. Вторая причина – некачественные контакты в местах соединения проводов, что создает дополнительное сопротивление на линии.

Из-за падения напряжения в обоих случаях есть риск перегрева проводки или участка, в котором находится неисправный контакт. Это может стать причиной полного прекращения подачи электроэнергии на объект и даже возгорания.

Иногда падение напряжения наблюдается не на стороне пользователя, а на линиях электропередач. Оно может возникать вследствие перегрузки подстанции. В этом случае решить проблему может лишь поставщик электроэнергии путем замены устаревшей подстанции на более новую модель с современной релейной защитой. Еще одной причиной низкого напряжения может быть недостаточное сечение проводов на линии электропередач, а также нестабильное распределение нагрузки фаз на стороне подстанции. Как и в первом случае, устранить эти недочеты может только поставщик коммунальной услуги.

Узнать, действительно ли поставщик электроэнергии виноват в «провалах» напряжения, можно, опросив соседей. Если у них подобной проблемы нет, значит, стоит искать причину на территории участка. Зачастую этот вопрос успешно решается путем замены проводки на новый кабель с большим сечением. Однако в некоторых случаях падение напряжения продолжает наблюдаться. Причина может заключаться в так называемых «скрутках» – соединениях проводов путем их скручивания. Дело в том, что каждый некачественный контакт на линии снижает конечное напряжение в сети. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать заводские зажимы, которые гораздо более надежны, чем другие способы соединения электрических кабелей, а также абсолютно безопасны.

В случаях с применением низковольтных аккумуляторных батарей тоже могут наблюдаться «провалы». Если при включении потребителей падает напряжение зарядки источника питания, наиболее вероятная причина этого – некачественные контакты.

При падении напряжения в сети принципиально важно выяснить и устранить причину этого. В противном случае бездействие может обернуться печальными последствиями, особенно если дело касается электрической бытовой проводки. Современные кабели с подходящим сечением и качественно выполненные соединения проводов – залог длительной и эффективной работы всех электроприборов.


Диапазон передачи мощности – Delta

В установках промышленного мониторинга часто необходимо проложить длинные кабели для питания электронного устройства, например, камеры. Здесь необходимо учитывать очень важный периметр – “падение напряжения” на кабеле. Многие установщики не знают о последствиях влияния текущего потока, протекающего через силовые кабели, а проблема электроснабжения является основой при проектировании любой системы видеонаблюдения.

 

Производители оборудования предоставляют фиксированное значение напряжения питания для данного устройства, например 12В постоянного тока, но не сообщают диапазон этого напряжения (минимальное и максимальное значение). При проведении практических испытаний, мы предположили, что для камеры 12В напряжение может упасть до 11 В. Ниже этого значения могут возникнуть помехи или потеря видеосигнала. Так что падение напряжения на кабеле между блоком питания и камерой может составлять максимум 1В. Многие пользуются готовыми счетчиками мощности, но не знают теоретических и практических вопросов. Поэтому мы постараемся представить их в этой статье.

 

Каждый провод имеет сопротивление (сопротивление) больше 0. Когда через провод с заданным сопротивлением течет ток, происходят два явления.

 

1. Происходит падение напряжения по закону Ома.

 

2. Электричество преобразуется в тепло по закону Ома.

 

или

 

Каждый провод представляет собой резистор (резистор). Ниже предоставлена схема замены двухжильного кабеля (включая только сопротивление).

 

Следует учитывать падение напряжения на каждом проводе, поэтому общее сопротивление (R) двухжильного кабеля будет: R = R1 + R2.

 

Ниже представлена принципиальная схема падения напряжения в двухпроводном кабеле:

 

где:
Uin – напряжение питания, например, от блока питания,
I – ток, протекающий в цепи,
R1 – резистанция (сопротивление) первой жилы кабеля,
R2 – резистанция (сопротивление) второй жилы кабеля,
UR1 – падение напряжения на первой жиле кабеля,
UR2 – падение напряжения на второй жиле кабеля,
L – длина кабеля,
RL – нагрузка, наример, камеры,
URL – напряжение на нагрузке.

 

После подачи напряжения от источника питания (Uin) на кабель подключение нагрузки (RL) в системе начинает течь ток (I), что вызывает падение напряжения на кабеле (UR1 + UR2). Соотношение выглядит следующим образом: выходное напряжение на нагрузке уменьшается из-за падения напряжения на кабеле.

 

Для расчета падения напряжения (Ud) была использована следующая формула для постоянного и переменного нпряжения (1-фазное):

 

где:
Ud – падение напряжения, измеренное в вольтах (В),
2 – постоянное число, полученное в результате того, что мы вычисляем падение напряжениядля двух кабелей,
L – длина кабеля, выраженная в метрах (м),
R – сопротивление (сопротивление) одиночного проводника, выраженное в омах на километр (Ом/км),
I – ток, потребляемый нагрузкой, выраженный в амперах (А).

 

Как видите, падение напряжения зависит не от величины входного напряжения, а от тока, длины и сопротивления провода.

 

Подавляющее большинство промышленных камер имеют переменное энергопотребление. Это связано с тем, что инфракрасный осветитель включается ночью, что увеличивает энергопотребление. Например, камера потребляет 150 мА днем и 600 мА ночью. Не рекомендуется подавать на камеру более высокое напряжение, чтобы компенсировать потери на шнуре питания, так как падение напряжения меняется. При длинной линии питания и включенной инфракрасной подсветке, напряжение питания камеры будет правильным. Выключение подсветки снизит потребление тока камеры и увеличит напряжение нагрузки, что может повредить камеру.

 

Для расчета падения напряжения потребуются значения сопротивления одиночного провода в Ом/км. Методика расчета этих значений будет описана далее в статье. В таблице есть гтовые данные для нескольких сечений кабелей.

 

 

Сечение проводника [mm2]Сопротивление [Ω/km] (одиночный провод)
0,535,6
0,7523,73
117,8
1,511,87
0,19625 (UTP K5 Ø0,5 mm)90,7
0,246176 (UTP K6 Ø0,56 mm)72,31

Пример

Источник питания 12В постоянного тока, двухжильный кабель сечением 0,5 мм2 и длиной 50 м, камера (нагрузка) с потребляемым током 0,5А (500 мА). Подставляем эти значения в формулу.

 

Приведенные выше расчеты показывают, что падение напряжения на этом двухпроводном кабеле составляет 1,78 V (2 x 0,89 V). то, конечно, сумма падений напряжений на отдельных проводах. Таким образом, напряжение на нагрузке снизится до значения:
12 V – 1,78 V = 10,22 V, как показано на рисунке ниже.

 

Мы можем легко рассчитать процент потери напряжения на кабле питания, используя формулу:

 

где:
Ud% – потери напряжения на проводе, выраженные в процентах (%),
Ud – падение напряжения,
Uin – входное напряжение.

 

После подстановки в формулу, вычислим снижение напряжения на нагрузке в %, т.е. потери на линии электропередачи.

 

Учтите, что проблема падения напряжения, особенно при низких напряжениях питания, очень серьезна. Если мы увеличим напряжение питания, падение напряжения на проводе будет таким же, но процентное падение напряжения на нагрузке будет меньше.

 

Пример

Как в предыдущем примере: двухжильный кабель с сечением 0,5 мм2 и длиной 50 м, камера ( нагрузка) с потребляемым током 0,5А (500мА), а также источник питания 24 В постоянного тока.

 

Потери в линии снабжения:

 

Как видите, падение напряжения на кабеле составит 1,78 V, что снизит напряжение на нагрузке с 24 В до 22,22 В или на 7,4%, что не повлияет на работу нагрузки.

 

Пример

Как в примерах выше: двухжильный кабель с сечением 0,5 мм2 и длиной 50 м, камера (нагрузка) с потребляемым током 0,5А (500мА), но блок питания 230 В постояннного тока.

 

Потери в линии снабжения:

 

Как видите, падение напряжения на кабеле будет 1,78 V, что снизит напряжение на нагрузке с 230 В до 228,2 В, то-есть на 0,77%, что не повлияет на характеристики нагрузки.

 

Были проанализированы три корпуса блока питания для разных напряжений. Падение напряжения такое же и не зависит от уровня напряжения питания. В то время как в установках 230 В падение напя напряжения может быть серьезной, вызывая неисправность подключенного устройства.

 

Для приведенных выше расчетов нам потребовались значения в Ом/км. Чтобы самостоятельно рассчитать сопротивление одиночного проводника, нам необходимо знать,Это выражается формулой для расчета так называемый, второй закон Ома. В нем говорится, что сопротивление участка проводника с постоянным пересечным сечением пропорциально длине проводника и обратно пропорционально его площади поперечного сечения.

 

Это выражается формулой для расчета сопротивления проводника длиной L и сечением S:

 

где:
R – сопротивление одиночного проводника, выраженное в омах (Ом),
p – сопротивление (удельное сопротивление) проводника (Oм мм2/m) соответствующее материалу, из которого изготовлен проводник (для меди всегда подставляется значение 0,0178),
L – длина проводника, выраженная в метрах (м),
S – площадь сечения проводникав квадратных миллиметрах (мм2).

 

Для меди удельное сопротивление составляет 0,0178 (Ω мм2/м), что означает, что 1 м проводника с поперечным сечением 1 мм2 имеет сопротивление 0,0178 Ом (для чистой меди). Это значение является ориентировочным и может варьироваться в зависимости от чистоты и обработки меди. Например, дешевые китайские кабели содержат медные сплавы с алюминием и другими примесями, что приводит к увеличению удельного сопротивления и, следовательно, их сопротивления, а также к большому падению напряжения. Удельное сопротивление алюминия составляет 0,0278 (Ω мм2/м).

 

Пример

Рассчитываем сопротивление (резистанцию) медного провода длиной 1000 м и сечением 0,75 мм2.

 

Таким образом, одиночный кабель длиной 1000 м имеет сопротивление 23,73 Ома.

 

Зная приведеннную выше формулу и закон Ома, очень легко рассчитать максимальный ток для заданного расстояния проводника с определенным поперечным сечением (в мм2). Мы включаем цифру 2 в формулу, потому что мы будем рассчитывать реальную длину для 2 проводов.

 

Пример

У нас имеется кабель длиной 30 м с поперечным сечением 2 х 0,75 мм2.

 

Для начала рассчитываем сопротивление провода.

 

Для системы 12В мы предполагаем падение напряжения на 1В. Это означает, что напряжение на нагрузке снижается до 11В. Максимальный ток рассчитывается по закону Ома.

 

Пример

У кабеля витая пара имеет 4 пары проводов. Рассчитываем падение напряжения, передаваемое 1 паре при токе, потребляемом нагрузкой 500 мА (0,5А) и длиной 40 м UTP K5, который имеет поперечное сечение 0,19625 мм2, питание 1,2В.

 

Для начала рассчитываем сопротивление кабеля (витая пара UTP K5 имеет сечение 0,19625 мм2):

 

По закону Ома рассчитываем полное падение напряжения на 2 жилах для тока 500мА (0,5А).

 

Таким образом, падение напряжения на линии питания будет 3,62В, а напряжение на приемнике будет 8,38В (12 В – 3,62 В = 8,38 В).

 

Можем также рассчитать по закону Ома максимальный ток при падении напряжения на 1В для установки, питаемой от 12В, что означает, что напряжение на нагрузке снижается до 11 В.

 

В расчетах использовалась 1 пара витой пары. Очень часто, чтобы уменьшить падение напряжения, для передачи мощности используются 2, 3 или 4 пары компьютеров на витой паре. Они соединены параллельно, что увеличивает поперечное сечение и, таким образом, снижает сопротивление линии, что связано с меньшими потерями напряжения.

 

Готовые расчеты для тех же параметров: кабель UTP K5, ток 500мА (0,5А) и длина 30 м, питание 12В, это:

  • пара – напряжение на нагрузке = 8,38В,
  • 2 пары – напряжение на нагрузке = 10,16В,
  • 3 пары – напряжение на нагрузке + 10,8В,
  • 4 pary – пары – напряжение на нагрузке +11,1В.  
  • В таблице ниже указан максимальный ток, который можно передать по кабелю определенной длины и сечения, чтобы падение напряжения на нагрузке не превышало 1В. Расчеты производились для 2-х проводов.

     
    Длина кабеля [м]Максимальный ток – медный провод 2 x 0,5 mm2 [A]Максимальный ток – медный провод 2 x 0,75 mm2 [A]Максимальный ток – медный провод 2 x 1 mm2 [A]Максимальный ток – медный провод 2 x 1,5 mm2 [A]Максимальный ток – медный провод 2 x 2,5 mm2 [A]
    101,402,102,804,217,02
    200,701,051,402,103,51
    300,460,700,931,402,34
    400,350,520,701,051,75
    500,280,420,560,841,40
    600,230,350,460,701,17
    700,200,300,400,601,00
    800,170,260,350,520,87
    900,150,230,310,460,78
    1000,140,210,280,420,70
    1100,120,190,250,380,63
    1200,110,170,230,350,58
    1300,100,160,210,320,54
    1400,100,150,200,300,50
    1500,090,140,180,280,46

    В следующей таблице показан максимальный ток, который может быть передан по витой паре определенной длины, чтобы падение напряжения на нагрузке не превышало 1В. Расчеты были выполнены для передачи энергии с помощью 1, 2, 3 и 4 пар кабелей витой пары для популярных категорий 5 и 6.

     
    Длина кабеля [м]Максимальный ток – компьютерная витая пара UTP K5 1 пара
    2 x 0,19625 mm2 [A]
    Максимальный ток – компьютерная витая пара UTP K5 2 пара
    4 x 0,19625 mm2 [A]
    Максимальный ток – компьютерная витая пара UTP K5 3 пара
    6 x 0,19625 mm2 [A]
    Максимальный ток – компьютерная витая пара UTP K5 4 пара
    8 x 0,19625 mm2 [A]
    Максимальный ток – компьютерная витая пара UTP K6 1 пара
    2 x 0,246176 mm2 [A]
    Максимальный ток – компьютерная витая пара UTP K6 2 пара
    4 x 0,246176 mm2 [A]
    Максимальный ток – компьютерная витая пара UTP K6 3 пара
    6 x 0,246176 mm2 [A]
    Максимальный ток – компьютерная витая пара UTP K6 4 пара
    8 x 0,246176 mm2 [A]
    100,551,101,652,200,691,382,072,76
    200,270,550,821,100,340,691,031,38
    300,180,360,550,730,230,460,690,92
    400,130,270,410,550,170,340,510,69
    500,110,220,330,440,130,270,410,55
    600,090,180,270,360,110,230,340,46
    700,070,150,230,310,090,190,290,39
    800,060,130,200,270,080,170,250,34
    900,060,120,180,240,070,150,230,30
    1000,050,110,160,220,060,130,200,27

    Для всех вышеперечисленных расчетов необходимо знать сечение проводника, выраженное в квадратных миллиметрах. Этот параметр не следует путать с диаметром.

     

    Для более толстых кабелей, например, силовых, производители и дистрибьюторы указывают поперечное сечение в квадратных миллиметрах (мм2). Однако для более тонких кабелей, например, телекоммуникационных или информационных, диаметр кабеля указывается в миллиметрах (мм) и в этих случаях мы должны преобразовать диаметр в поперечное сечение.

     

    Ниже представлен чертеж, показывающий разницу между сечением и диаметром проводника:

     

    где:
    S – сечение проводника, выраженное в квадратных миллиметрах (мм2),
    D – диаметр проволоки в миллиметрах (мм),
    r – радиус проволоки – (половина диаметра) в миллиметрах (мм),
    L – длина кабеля.

     

    Формула для расчета сечения:

     

    или

     

    π – число пи, математическая константа= 3,14

     

    Пример

    Компьютерная витая пара UTP категории 5е. Производитель дает диаметр S=0,5 мм. Вычисляем поперечное сечение в мм2.

     

    или

     

    Таким образом, провод диаметром 0,5 мм имеет поперечное сечение всего 0,19623 мм2.

     

    Основные факторы, влияющие на падения напряжения:

  • ток – соотношение закона Ома: чем выше ток, тем больше падение напряжения;
  • диаметр или поперечное сечение кабеля – чем тоньше кабель, тем больше падение напряжения;
  • длина кабеля – логически: чем длиннее кабель, тем больше сопротивление и падение напряжения;
  • материал, из которого сделан кабель. Сегодня большинство проводников изготовлено из меди, что делает их хорошими проводниками. На рынке доступны дешевые китайские кабели, которые выглядят как медь, но сделаны из сплава, содержащего, например, алюминий и магний. Также встречается стальная проволока с тонким медным покрытием. Все это приводит к увеличения сопротивления и увеличению падения напряжения. 
  • Рассчитать падение напряжения на резисторе переменный ток. Напряжение на резисторе

    В этой статье мы рассмотрим резистор и его взаимодействие с напряжением и током, проходящим через него. Вы узнаете, как рассчитать резистор с помощью специальных формул. В статье также показано, как специальные резисторы могут быть использованы в качестве датчика света и температуры.

    Представление об электричестве

    Новичок должен быть в состоянии представить себе электрический ток. Даже если вы поняли, что электричество состоит из электронов, движущихся по проводнику, это все еще очень трудно четко представить себе. Вот почему я предлагаю эту простую аналогию с водной системой, которую любой желающий может легко представить себе и понять, не вникая в законы.

    Обратите внимание, как электрический ток похож на поток воды из полного резервуара (высокого напряжения) в пустой(низкое напряжение). В этой простой аналогии воды с электрическим током, клапан аналогичен токоограничительному резистору.
    Из этой аналогии можно вывести некоторые правила, которые вы должны запомнить навсегда:
    – Сколько тока втекает в узел, столько из него и вытекает
    – Для того чтобы протекал ток, на концах проводника должны быть разные потенциалы.
    – Количество воды в двух сосудах можно сравнить с зарядом батареи. Когда уровень воды в разных сосудах станет одинаковым, она перестанет течь, и при разряде аккумулятора, разницы между электродами не будет и ток перестанет течь.
    – Электрический ток будет увеличиваться при уменьшении сопротивления, как и скорость потока воды будет увеличиваться с уменьшением сопротивления клапана.

    Я мог бы написать гораздо больше умозаключений на основе этой простой аналогии, но они описаны в законе Ома ниже.

    Резистор

    Резисторы могут быть использованы для контроля и ограничения тока, следовательно, основным параметром резистора является его сопротивление, которое измеряется в Омах . Не следует забывать о мощности резистора, которая измеряется в ваттах (Вт), и показывает, какое количество энергии резистор может рассеять без перегрева и выгорания. Важно также отметить, что резисторы используются не только для ограничения тока, они также могут быть использованы в качестве делителя напряжения для получения низкого напряжения из большего. Некоторые датчики основаны на том, что сопротивление варьируется в зависимости от освещённости, температуры или механического воздействия, об этом подробно написано в конце статьи.

    Закон Ома

    Понятно, что эти 3 формулы выведены из основной формулы закона Ома, но их надо выучить для понимания более сложных формул и схем. Вы должны быть в состоянии понять и представить себе смысл любой из этих формул. Например, во второй формуле показано, что увеличение напряжения без изменения сопротивления приведет к росту тока. Тем не менее, увеличение тока не увеличит напряжение (хотя это математически верно), потому что напряжение – это разность потенциалов, которая будет создавать электрический ток, а не наоборот (см. аналогию с 2 емкостями для воды). Формула 3 может использоваться для вычисления сопротивления токоограничивающего резистора при известном напряжении и токе. Это лишь примеры, показывающие важность этого правила. Вы сами узнаете, как использовать их после прочтения статьи.

    Последовательное и параллельное соединение резисторов

    Понимание последствий параллельного или последовательного подключения резисторов очень важно и поможет вам понять и упростить схемы с помощью этих простых формул для последовательного и параллельного сопротивления:

    В этом примере схемы, R1 и R2 соединены параллельно, и могут быть заменены одним резистором R3 в соответствии с формулой:

    В случае с 2-мя параллельно соединёнными резисторами, формулу можно записать так:

    Кроме того, что эту формулу можно использовать для упрощения схем, она может быть использована для создания номиналов резисторов, которых у вас нет.
    Отметим также, что значение R3 будет всегда меньше, чем у 2 других эквивалентных резисторов, так как добавление параллельных резисторов обеспечивает дополнительные пути
    электрическому току, снижая общее сопротивление цепи.

    Последовательно соединённые резисторы могут быть заменены одним резистором, значение которого будет равно сумме этих двух, в связи с тем, что это соединение обеспечивает дополнительное сопротивление тока. Таким образом, эквивалентное сопротивление R3 очень просто вычисляется: R 3 =R 1 +R 2

    В интернете есть удобные он-лайн калькуляторы для расчета и соединения резисторов.

    Токоограничивающий резистор

    Самая основная роль токоограничивающих резисторов – это контроль тока, который будет протекать через устройство или проводник. Для понимания их работы, давайте сначала разберём простую схему, где лампа непосредственно подключена к 9В батареи. Лампа, как и любое другое устройство, которое потребляет электроэнергию для выполнения определенной задачи (например, светоизлучение) имеет внутреннее сопротивление, которое определяет его текущее потребление. Таким образом, отныне, любое устройство может быть заменено на эквивалентное сопротивление.

    Теперь, когда лампа будет рассматриваться как резистор, мы можем использовать закон Ома для расчета тока, проходящего через него. Закон Ома гласит, что ток, проходящий через резистор равен разности напряжений на нем, поделенное на сопротивление резистора: I=V/R или точнее так:
    I=(V 1 -V 2)/R
    где (V 1 -V 2) является разностью напряжений до и после резистора.

    Теперь обратите внимание на рисунок выше, где добавлен токоограничительный резистор. Он будет ограничивать ток идущий к лампе, как это следует из названия. Вы можете контролировать, количество тока протекающего через лампу, просто выбрав правильное значение R1. Большой резистор будет сильно снижать ток, а небольшой резистор менее сильно (так же, как в нашей аналогии с водой).

    Математически это запишется так:

    Из формулы следует, что ток уменьшится, если значение R1 увеличится. Таким образом, дополнительное сопротивление может быть использовано для ограничения тока. Однако важно отметить, что это приводит к нагреву резистора, и вы должны правильно рассчитать его мощность, о чем будет написано дальше.

    Вы можете воспользоваться он-лайн калькулятором для .

    Резисторы как делитель напряжения

    Как следует из названия, резисторы могут быть использованы в качестве делителя напряжения, другими словами, они могут быть использованы для уменьшения напряжения путем деления его. Формула:

    Если оба резистора имеют одинаковое значение (R 1 =R 2 =R), то формулу можно записать так:

    Другой распространенный тип делителя, когда один резистор подключен к земле (0В), как показано на рисунке 6B.
    Заменив Vb на 0 в формуле 6А, получаем:

    Узловой анализ

    Теперь, когда вы начинаете работать с электронными схемами, важно уметь их анализировать и рассчитывать все необходимые напряжения, токи и сопротивления. Есть много способов для изучения электронных схем, и одним из наиболее распространенных методов является узловой, где вы просто применяете набор правил, и рассчитываете шаг за шагом все необходимые переменные.

    Упрощенные правила узлового анализа

    Определение узла

    Узел – это любая точка соединения в цепи. Точки, которые связаны друг с другом, без других компонентов между ними рассматриваются как единый узел. Таким образом, бесконечное число проводников в одну точку считаются одним узлом. Все точки, которые сгруппированы в один узел, имеют одинаковые напряжения.

    Определение ветви

    Ветвь представляет собой набор из 1 и более компонентов, соединенных последовательно, и все компоненты, которые подсоединены последовательно к этой цепи, рассматриваются как одна ветвь.

    Все напряжения обычно измеряются относительно земли напряжение на которой всегда равно 0 вольт.

    Ток всегда течет от узла с более высоким напряжением на узел с более низким.

    Напряжение на узле может быть высчитано из напряжения около узла, с помощью формулы:
    V 1 -V 2 =I 1 *(R 1)
    Перенесем:
    V 2 =V 1 -(I 1 *R 1)
    Где V 2 является искомым напряжением, V 1 является опорным напряжением, которое известно, I 1 ток, протекающий от узла 1 к узлу 2 и R 1 представляет собой сопротивление между 2 узлами.

    Точно так же, как и в законе Ома, ток ответвления можно определить, если напряжение 2х соседних узлах и сопротивление известно:
    I 1 =(V 1 -V 2)/R 1

    Текущий входящий ток узла равен текущему выходящему току, таким образом, это можно записать так: I 1 + I 3 =I 2

    Важно, чтобы вы были в состоянии понимать смысл этих простых формул. Например, на рисунке выше, ток протекает от V1 до V2, и, следовательно, напряжение V2 должно быть меньше, чем V1.
    Используя соответствующие правила в нужный момент, вы сможете быстро и легко проанализировать схему и понять её. Это умение достигается практикой и опытом.

    Расчет необходимой мощности резистора

    При покупке резистора вам могут задать вопрос: “Резисторы какой мощности вы хотите?” или могут просто дать 0.25Вт резисторы, поскольку они являются наиболее популярными.
    Пока вы работаете с сопротивлением больше 220 Ом, и ваш блок питания обеспечивает 9В или меньше, можно работать с 0.125Вт или 0.25Вт резисторами. Но если напряжение более 10В или значение сопротивления менее 220 Ом, вы должны рассчитать мощность резистора, или он может сгореть и испортить прибор. Чтобы вычислить необходимую мощность резистора, вы должны знать напряжение через резистор (V) и ток, протекающий через него (I):
    P=I*V
    где ток измеряется в амперах (А), напряжение в вольтах (В) и Р – рассеиваемая мощность в ваттах (Вт)

    На фото предоставлены резисторы различной мощности, в основном они отличаются размером.

    Разновидности резисторов

    Резисторы могут быть разными, начиная от простых переменных резисторов (потенциометров) до реагирующих на температуру, свет и давление. Некоторые из них будут обсуждаться в этом разделе.

    Переменный резистор (потенциометр)

    На рисунке выше показано схематическое изображение переменного резистора. Он часто упоминается как потенциометр, потому что он может быть использован в качестве делителя напряжения.


    Они различаются по размеру и форме, но все работают одинаково. Выводы справа и слева эквивалентны фиксированной точке (например, Va и Vb на рисунке выше слева), а средний вывод является подвижной частью потенциометра, а также используется для изменения соотношения сопротивления на левом и правом выводах. Следовательно, потенциометр относится к делителям напряжения, которым можно выставить любое напряжение от Va к Vb.
    Кроме того, переменный резистор может быть использован как тока ограничивающий путем соединения выводов Vout и Vb, как на рисунке выше (справа). Представьте себе, как ток будет течь через сопротивление от левого вывода к правому, пока не достигнет подвижной части, и пойдет по ней, при этом, на вторую часть пойдет очень мало тока. Таким образом, вы можете использовать потенциометр для регулировки тока любых электронных компонентов, например лампы.

    LDR (светочувствительные резисторы) и термисторы

    Есть много датчиков основанных на резисторах, которые реагируют на свет, температуру или давление. Большинство из них включаются как часть делителя напряжения, которое изменяется в зависимости от сопротивления резисторов, изменяющегося под воздействием внешних факторов.



    Фоторезистор (LDR)

    Как вы можете видеть на рисунке 11A, фоторезисторы различаются по размеру, но все они являются резисторами, сопротивление которых уменьшается под воздействием света и увеличивается в темноте. К сожалению, фоторезисторы достаточно медленно реагируют на изменение уровня освещённости, имеют достаточно низкую точность, но очень просты в использовании и популярны. Как правило, сопротивление фоторезисторов может варьироваться от 50 Ом при солнце, до более чем 10МОм в абсолютной темноте.

    Как мы уже говорили, изменение сопротивления изменяет напряжение с делителя. Выходное напряжение можно рассчитать по формуле:

    Если предположить, что сопротивление LDR изменяется от 10 МОм до 50 Ом, то V out будет соответственно от 0.005В до 4.975В.

    Термистор похож на фоторезистор, тем не менее, термисторы имею гораздо больше типов, чем фоторезисторы, например, термистор может быть либо с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), сопротивление которого уменьшается с повышением температуры, или положительным температурным коэффициентом (PTC), сопротивление которого будет увеличиваться с повышением температуры. Сейчас термисторы реагируют на изменение параметров среды очень быстро и точно.

    Про определение номинала резистора используя цветовую маркировку можно почитать .

    Есть другой способ снижения напряжения на нагрузке, но только для цепей постоянного тока. Про смотри здесь.

    Вместо дополнительного резистора используют цепочку из последовательно включенных, в прямом направлении, диодов.

    Весь смысл состоит в том, что при протекании тока через диод на нем падает «прямое напряжение» равное, в зависимости от типа диода, мощности и тока протекающего через него — от 0,5 до 1,2 Волта.

    На германиевом диоде падает напряжение 0,5 — 0,7 В, на кремниевом от 0,6 до 1,2 Вольта. Исходя из того, на сколько вольт нужно понизить напряжение на нагрузке, включают соответствующее количество диодов.

    Чтобы понизить напряжение на 6 В необходимо приблизительно включить: 6 В: 1,0 = 6 штук кремниевых диодов, 6 В: 0,6 = 10 штук германиевых диодов. Наиболее популярны и доступны кремниевые диоды.

    Выше приведенная схема с диодами, более громоздка в исполнении, чем с простым резистором. Но, выходное напряжение, в схеме с диодами, более стабильно и слабо зависит от нагрузки. В чем разница между этими двумя способами снижения выходного напряжения?

    На Рис 1 — добавочное сопротивление — резистор (проволочное сопротивление), Рис 2 — добавочное сопротивление — диод.

    У резистора (проволочного сопротивления) линейная зависимость между током, проходящем через него и падением напряжения на нем. Во сколько раз увеличится ток, во столько же раз увеличится и падение напряжения на резисторе.

    Из примера 1: если мы к лампочке подключим параллельно еще одну, то ток в цепи увеличится, с учетом общего сопротивления двух лампочек до 0,66 А. Падение напряжения на добавочном резисторе будет: 12 Ом *0,66 А = 7,92 В. На лампочках останется: 12 В — 7,92 В = 4,08 В. Они будут гореть в пол накала.


    Совсем другая картина будет если вместо резистора будет цепочка диодов.

    Зависимость между током протекающем через диод и падающем на нем напряжении нелинейная. Ток может увеличиться в несколько раз, падение напряжения на диоде увеличится всего на несколько десятых вольта.

    Т.е. чем больше ток диода, тем (сравнительно с резистором) меньше увеличивается его сопротивление. Падение напряжения на диодах мало зависит от тока в цепи.

    Диоды в такой цепи выполняют роль стабилизатора напряжения. Диоды необходимо подбирать по максимальному току в цепи. Максимально допустимый ток диодов должен быть больше, чем ток в рассчитываемой цепи.

    Падения напряжения на некоторых диодах при токе 0,5 А даны в таблице.

    В цепях переменного тока, в качестве добавочного сопротивления можно использовать конденсатор, индуктивность, динистор или тиристор (с добавлением схемы управления).

    В электротехнике принято считать, что простая цепь – это цепь, которая сводится к цепи с одним источником и одним эквивалентным сопротивлением. Свернуть цепь можно с помощью эквивалентных преобразований последовательного, параллельного и смешанного соединений. Исключением служат цепи, содержащие более сложные соединения звездой и треугольником. Расчет цепей постоянного тока производится с помощью закона Ома и Кирхгофа.

    Пример 1

    Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 50 В, с внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R 1 = 20 и R 2 = 32 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах.

    Так как резисторы подключены последовательно, эквивалентное сопротивление будет равно их сумме. Зная его, воспользуемся законом Ома для полной цепи, чтобы найти ток в цепи.

    Теперь зная ток в цепи, можно определить падения напряжений на каждом из резисторов.

    Проверить правильность решения можно несколькими способами. Например, с помощью закона Кирхгофа, который гласит, что сумма ЭДС в контуре равна сумме напряжений в нем.

    Но с помощью закона Кирхгофа удобно проверять простые цепи, имеющие один контур. Более удобным способом проверки является баланс мощностей .

    В цепи должен соблюдаться баланс мощностей, то есть энергия отданная источниками должна быть равна энергии полученной приемниками.

    Мощность источника определяется как произведение ЭДС на ток, а мощность полученная приемником как произведение падения напряжения на ток.

    Преимущество проверки балансом мощностей в том, что не нужно составлять сложных громоздких уравнений на основании законов Кирхгофа, достаточно знать ЭДС, напряжения и токи в цепи.

    Пример 2

    Общий ток цепи, содержащей два соединенных параллельно резистора R 1 =70 Ом и R 2 =90 Ом, равен 500 мА. Определить токи в каждом из резисторов.

    Два последовательно соединенных резистора ничто иное, как делитель тока . Определить токи, протекающие через каждый резистор можно с помощью формулы делителя, при этом напряжение в цепи нам не нужно знать, потребуется лишь общий ток и сопротивления резисторов.

    Токи в резисторах

    В данном случае удобно проверить задачу с помощью первого закона Кирхгофа, согласно которому сумма токов сходящихся, в узле равна нулю.

    Если вы не помните формулу делителя тока, то можно решить задачу другим способом. Для этого необходимо найти напряжение в цепи, которое будет общим для обоих резисторов, так как соединение параллельное. Для того чтобы его найти, нужно сначала

    Итак, резистор … Базовый элемент построения электрической цепи.

    Работа резистора заключается в ограничении тока , протекающего по цепи. НЕ в превращении тока в тепло, а именно в ограничении тока . То есть, без резистора по цепи течет большой ток , встроили резистор – ток уменьшился. В этом заключается его работа, совершая которую данный элемент электрической цепи выделяет тепло.

    Пример с лампочкой

    Рассмотрим работу резистора на примере лампочки на схеме ниже. Имеем источник питания, лампочку, амперметр, измеряющий ток , проходящий через цепь. И Резистор . Когда резистор в цепи отсутствует, через лампочку по цепи побежит большой ток , например, 0,75А. Лампочка горит ярко. Встроили в цепь резистор — у тока появился труднопреодолимый барьер, протекающий по цепи ток снизился до 0,2А. Лампочка горит менее ярко. Стоит отметить, что яркость, с которой горит лампочка, зависит так же и от напряжения на ней. Чем выше напряжение — тем ярче.

    Кроме того, на резисторе происходит падение напряжения . Барьер не только задерживает ток , но и «съедает» часть напряжения, приложенного источником питания к цепи. Рассмотрим это падение на рисунке ниже. Имеем источник питания на 12 вольт. На всякий случай амперметр, два вольтметра про запас, лампочку и резистор . Включаем цепь без резистора (слева). Напряжение на лампочке 12 вольт. Подключаем резистор — часть напряжения упала на нем. Вольтметр(снизу на схеме справа) показывает 5В. На лампочку остались остальные 12В-5В=7В. Вольтметр на лампочке показал 7В.


    Разумеется, оба примера являются абстрактными, неточными в плане чисел и рассчитаны на объяснение сути процесса, происходящего в резисторе .

    Основная характеристика резистора — сопротивление . Единица измерения сопротивления – Ом (Ohm, Ω). Чем больше сопротивление , тем больший ток он способен ограничить, тем больше тепла он выделяет, тем больше напряжения падает на нем.

    Основной закон всего электричества. Связывает между собой Напряжение(V), Силу тока (I) и Сопротивление(R).

    Интерпретировать эти символы на человеческий язык можно по-разному. Главное — уметь применить для каждой конкретной цепи. Давайте используем Закон Ома для нашей цепи с резистором и лампочкой, рассмотренной выше, и рассчитаем сопротивление резистора , при котором ток от источника питания на 12В ограничится до 0,2. При этом считаем сопротивление лампочки равным 0.

    V=I*R => R=V/I => R= 12В / 0,2А => R=60Ом

    Итак. Если встроить в цепь с источником питания и лампочкой, сопротивление которой равно 0, резистор номиналом 60 Ом, тогда ток, протекающий по цепи , будет составлять 0,2А.

    Микропрогер, знай и помни! Параметр мощности резистора является одним из наиболее важных при построении схем для реальных устройств.

    Мощность электрического тока на каком-либо участке цепи равна произведению силы тока, протекающую по этому участку на напряжение на этом участке цепи. P=I*U. Единица измерения 1Вт.

    При протекании тока через резистор совершается работа по ограничению электрического тока . При совершении работы выделяется тепло. Резистор рассеивает это тепло в окружающую среду. Но если резистор будет совершать слишком большую работу, выделять слишком много тепла — он перестанет успевать рассеивать вырабатывающееся внутри него тепло, очень сильно нагреется и сгорит. Что произойдет в результате этого казуса, зависит от твоего личного коэффициента удачи.

    Характеристика мощности резистора — это максимальная мощность тока, которую он способен выдержать и не перегреться.

    Рассчитаем мощность резистора для нашей цепи с лампочкой. Итак. Имеем ток , проходящий по цепи(а значит и через резистор ), равный 0,2А. Падение напряжения на резисторе равно 5В (не 12В, не 7В, а именно 5 — те самые 5, которые вольтметр показывает на резисторе ). Это значит, что мощность тока через резистор равна P=I*V=0,2А*5В=1Вт. Делаем вывод: резистор для нашей цепи должен иметь максимальную мощность не менее(а лучше более) 1Вт. Иначе он перегреется и выйдет из строя.

    Соединение резисторов

    Резисторы в цепях электрического тока имеют последовательное и параллельное соединение .

    При последовательном соединении общее сопротивление резисторов является суммой сопротивлений каждого резистора в соединении:


    При параллельном соединении общее сопротивление резисторов рассчитывается по формуле:


    Остались вопросы? Напишите комментарий. Мы ответим и поможем разобраться =)

    Каждый уважающий себя радио-мастер обязан знать формулы для расчета различных электрических величин. Ведь при ремонте электронных устройств или сборке электронных самоделок очень часто приходится проводить подобные расчеты. Не зная таких формул очень сложно и трудоемко, а порой и невозможно справиться с подобного рода задачей!

    Первое, что нужно усвоить – ВСЕ ВЕЛЕЧИНЫ В ФОРМУЛАХ УКАЗЫВАЮТЬСЯ В АМПЕРАХ, ВОЛЬТАХ, ОМАХ, МЕТРАХ И КИЛОГЕРЦАХ.

    Закон Ома.

    Известный из школьного курса физики ЗАКОН ОМА. На нем строится большинство расчетов в радиоэлектронике. Закон Ома выражается в трех формулах:

    Где: I – сила тока (А), U – напряжение (В), R– сопротивление, имеющееся в цепи (Ом).

    Теперь рассмотрим на практике применение формул в радиолюбительских расчетах.

    Сопротивление гасящего резистора рассчитывают по формуле: R= U /I

    Где: U – излишек напряжения, который необходимо погасить (В), I – ток потребляемый цепью или устройством (А).

    Расчет мощности гасящего резистора проводят по формуле: P=I 2 R

    Где I – ток потребляемый цепью или устройством (А), R– сопротивление резистора (Ом).

    Напряжение падения на сопротивлении можно рассчитать по формуле: U пад =RI

    Где R– сопротивление гасящего резистора (Ом), I– ток потребляемый устройством или цепью (А).

    Где P– мощность устройства (Вт), U– напряжение питания устройства (В).

    Где I– ток потребляемый устройством (А), U– напряжение питания устройства (В).

    Где ƒ-частота в килогерцах ƛ- длинна волны в метрах.

    Где ƛ- длинна волны в метрах, ƒ – частота в килогерцах.

    Рассчитать номинальную выходную мощность звуковоспроизводящего устройства (усилитель, проигрыватель и т.п.) можно по формуле: P=U 2 вых. / R ном .

    Где U 2 – напряжение звуковой частоты на нагрузке, R– номинальное сопротивление нагрузки.

    И в завершении еще несколько формул. По этим формулам, ведут расчет сопротивления и емкости резисторов и конденсаторов в тех случаях, когда возникает необходимость в параллельном или последовательном их соединении.

    Расчет соединенных параллельно двух резисторов производят по формуле: R=R 1 R 2 /(R 1 +R 2)

    Где R 1 и R 2 – сопротивление первого и второго резистора соответственно (Ом).

    Расчет сопротивления включенных параллельно более чем двух резисторов проводят по формуле: 1/R=1/R 1 +1/R 2 +1/R n…

    Где R 1 , R 2 , R n … – сопротивление первого, второго и последующих резисторов соответственно (Ом).

    Расчет емкости соединенных параллельно нескольких конденсаторов проводят по формуле: C=C 1 + C 2 +C n …

    Где C 1 , C 2 и C n – емкость первого, второго и последующих конденсаторов соответственно (мФ).

    Расчет емкости двух соединенных последовательно конденсаторов проводят по формуле: C=C 1 C 2 /C 1 +C 2

    Где C 1 и C 2 – емкость первого и второго конденсаторов соответственно (мФ).

    Расчет емкости включенных последовательно более чем двух конденсаторов проводят по формуле :

    Теория электрических цепей от Victron

    Рассмотрим пример:

    Если у нас есть 12-ти вольтовая батарея, которая подключена к 2400 ваттной нагрузке. Какой ток течет по проводам?

    По закону Ома: P=IU; I=P/U; I=2400/12=200 (A)

    Большим преимуществом использования мощности в расчетах или измерениях является то, что мощность не зависит от напряжения. Это полезно в системах с несколькими напряжениями. Примером этого может быть система с аккумулятором, сетевым питанием и, возможно, солнечной панелью.

    Мощность остается одинаковой для разных напряжений. Например, если вы используете нагрузку переменного тока 2400 Вт через инвертор от батареи 12 В, это также потребует 2400 Вт от батареи (пренебрегая потерями на инверторе).

    2.3 Проводимость и сопротивление

    Некоторые материалы проводят электричество лучше, чем другие материалы. Материалы с низким сопротивлением хорошо проводят электричество, а материалы с высоким сопротивлением плохо или совсем не проводят электричество.

    Металлы имеют низкое сопротивление и хорошо проводят электричество. Эти материалы называются проводниками. По этой причине они используются в электрических кабелях.

    Пластик или керамика имеют очень высокое сопротивление, они вообще не проводят электричество. Они называются изоляторами. Вот почему непроводящие материалы, такие как пластик или резина, используются снаружи кабелей. При прикосновении к кабелю вы не получите поражения электрическим током, поскольку электричество не может распространяться через этот материал. Изоляторы также используются для предотвращения короткого замыкания, когда два кабеля касаются друг друга.

     

    Каждый материал имеет свое удельное сопротивление. Измеряется в Ω.m обозначается символом ρ (rho).

    В таблице справа перечислены различные проводящие материалы, их электропроводность и удельное сопротивление

    Как видно из этой таблицы, медь хорошо проводит электричество и имеет низкое сопротивление. Это является причиной, почему электрический кабель сделан из меди. Но, например, титан плохо проводит электричество и поэтому имеет более высокое удельное сопротивление. Титан не очень подходит в качестве электрического проводника. 

    Есть еще два фактора, которые определяют сопротивление кабеля. Это длина и толщина проводника (кабеля):

    – Тонкий кабель имеет более высокое сопротивление, чем толстый кабель такой же длины.

    – Длинный кабель имеет более высокое сопротивление, чем короткий кабель такой же толщины.

    Сопротивление длины кабеля можно рассчитать.

    Resistance = Rho x Length/Area

    R = ρ x L /A

    Как видите, есть 3 фактора, которые определяют сопротивление кабеля. А именно:

    • Электрическое сопротивление используемого материала.

    • Длина кабеля (чем длиннее кабель, тем больше сопротивление).

    • Диаметр кабеля (чем тоньше кабель, тем больше сопротивление).

    Важно знать сопротивление кабеля. Когда ток проходит через кабель, сопротивление кабеля отвечает за эти два эффекта.

    • По длине кабеля будет падение напряжения (потеря).

    • Кабели нагреваются.

    Если ток увеличивается, эти эффекты будут хуже. Повышенный ток увеличит падение напряжения, и кабель будет больше нагреваться.

    Рассчитаем сопротивление кабеля:

    Вопрос:

    Какое сопротивление кабеля длиной 1,5 метра, 16 мм2?

    Дано:

     ρмеди = 1,7 * 108Ω.m 

    L = 1.5м

    А = 16 мм2 = 16*10-6 м2

    Ответ:

    R = ρ x L /A;

    R = 1,7 * 108 * 1. 5 /(16*10-6 ) = 0.159*10-2 (Ω) = 1,6*10-3  (Ω) = 1,6 (m Ω)

    Влияние длины кабеля:

    Давайте использовать предыдущий пример и теперь посчитаем для кабеля длиной 5 м

    R = ρ x L /A;

    R = 1,7 * 108 * 5 /(16*10-6 ) = 0.53*10-2 (Ω) = 5,3*10-3  (Ω) = 5,3 (m Ω)

    В результате сопротивление будет равно 5,3 мОм. Если вы сделаете кабель длиннее, сопротивление увеличится.

    Влияние толщины кабеля:

    Давайте возьмем исходный пример и теперь посчитаем для кабеля сечением 2,5 мм2.

    R = ρ x L /A;

    R = 1,7 * 108 * 1.5 /(2,5*10-6 ) = 1,02*10-2 (Ω) = 10,2*10-3  (Ω) = 10,2 (m Ω)

    Если сделать кабель тоньше, сопротивление возрастет.

    Заключение: 

    Как толщина, так и длина кабеля оказывают большое влияние на сопротивление кабеля.

    2.4 Ток, сопротивление кабеля и падение напряжения

    Как уже понятно, ток, который протекает по электрической цепи для фиксированной нагрузки, отличается для различных напряжений цепи. Чем выше напряжение, тем ниже будет ток.

    I = P/U

    Ниже приведен обзор величины тока, который протекает в 3 различных цепях, где нагрузка одинакова, но напряжение аккумулятора изменяется.

    Кроме того, как уже объяснялось, кабель имеет определенное сопротивление. Кабель является частью электрической цепи и может рассматриваться как резистор.

    Когда ток протекает через резистор, резистор нагревается. То же самое происходит в кабеле; когда ток протекает через кабель, кабель нагревается. Энергия теряется в форме тепла. Эти потери называются  потерями на кабеле. Потерянная мощность может быть рассчитана по следующей формуле:

    Power = Resistance x Current2

    P = R*I2

    Другой эффект потерь на кабеле – падение напряжения по всей длине кабеля. Падение напряжения можно рассчитать по следующей формуле:

    Voltage = Resistance x Current

    U = R*I

    Чтобы рассчитать эффект падения напряжения в кабеле, вам нужно знать еще два электрических закона, первый и второй закон Кирхгофа.

    1-й Закон Кирхгофа (по току)

    Ток, текущий в соединении, должен быть равен току, вытекающему из него

    Примером этого является параллельная схема соединения. Напряжение на каждом резисторе одинаково, а сумма тока, протекающего через каждый резистор, равна общему току.

    2-й Закон Кирхгофа (по напряжению)

    Сумма всех напряжений вокруг любого замкнутого контура в цепи должна равняться нулю

    Здесь с точностью до наоборот. В последовательной цепи ток через каждый резистор одинаков, а сумма напряжений на каждом резисторе равна общему напряжению .

    Теперь давайте рассмотрим реальный пример инвертора, подключенного к 12-вольтовой батарее, и рассчитаем потери в кабеле. На схеме справа вы видите инвертор мощностью 2400 Вт, подключенный к аккумулятору 12 В с помощью двух  кабелей длиной  1,5 м и сечением 16мм2.

    Как и рассчитывали ранее:

    R = ρ x L /A;

    R = 1,7 * 108 * 1.5 /(16*10-6 ) = 0.159*10-2 (Ω) = 1,6*10-3  (Ω) = 1,6 (m Ω)

    I = P/U; I = 2400/12= 200(A)

    Падение напряжения:

    U = R*I = 1.6*10-3 * 200 = 0.32V;

    Так как кабеля два, общие потери напряжения системы равны 0,64V.

    Из-за падения напряжения инвертор больше не получает 12 вольт, а 12 – 0,6 = 11,4V. 

    Мощность инвертора является постоянной в этой цепи. Таким образом, когда напряжение на инверторе падает, ток увеличивается. Помните, I = P / U.

    Батарея теперь будет выдавать больше тока, чтобы компенсировать потери. В этом примере это означает, что ток увеличится до 210 А.

    Это делает систему неэффективной, потому что теперь мы потеряли 5% (0,64/12) от общей энергии. Эта потерянная энергия превратилась в тепло.

    Важно, чтобы это падение напряжения было как можно ниже. Очевидный способ сделать это – увеличить сечение кабеля или сделать длину кабеля максимально короткой. Но есть кое-что еще, что вы можете сделать, и это увеличить напряжение цепи. Падение напряжения на кабеле варьируется для разных напряжений аккумулятора (системы). Вообще говоря, чем выше напряжение в цепях, тем ниже будет падение напряжения.

    Пример:

    Если мы посмотрим на ту же нагрузку 2400 Вт, но теперь напряжение цепи составляет 24 В:

    – Нагрузка 2400 Вт при 24 В создаст ток 2400/24 ​​= 100 А.

    –  Общее падение напряжения составит 2 x 100 x 0,0016 = 0,32 В (1,3%).

    А при 48 В ток составляет 50 А. Падение напряжения составляет 0,16 В (0,3%).

    Это приводит к следующему вопросу; насколько допустимо падение напряжения?

    Мнения несколько различаются, но мы советуем стремиться к падению напряжения не более 2,5%. Для разных напряжений это указано в этой таблице.

    Вольтаж Проценты Падение напряжения
    12 2,5% 0,3В
    24 2,5% 0,6В
    48 2,5% 1,2В

    Важно понимать, что сопротивление возникает не только в самом кабеле. Дополнительное сопротивление создается любыми предметами на пути, по которому должен протекать ток. Вот список возможных предметов, которые могут добавить к общему сопротивлению:

     – Длина и толщина кабеля.

    – Предохранители;

    – Шунты:

    – Переключатели;

    – Кабельные наконечники;

    – Соединения.

    И особенно следите за:

    – Незатянутыми соединениям;

    – Грязные или корродированные контакты;

    – Плохие кабельные наконечники.

    Сопротивление будет добавляться к электрической цепи каждый раз, когда устанавливается соединение, или что-то размещается на пути между батареей и инвертором.

    Чтобы дать вам некоторое представление о том, сколько может быть этих сопротивлений:

    – Каждое кабельное соединение: 0,06 мОм.

    –  500A шунт: 0,10 мОм.

    – Предохранитель на 150 А: 0,35 мОм.

    – 2 м 35 мм2 кабель: 1,08 мОм.

    2.5 Негативные последствия падения напряжения в кабеле

    Теперь мы знаем, что нужно сделать, чтобы снизить сопротивление в цепи, чтобы предотвратить падение напряжения. Но каковы негативные последствия, если в системе наблюдается высокое падение напряжения?

    Вот список негативных последствий падения напряжения:

    – Энергия теряется, и система становится менее эффективна.

    – Аккумуляторы будут разряжаться быстрее.

    – Ток системы увеличится. Это может привести к перегоранию предохранителей постоянного тока.

    –  Высокие токи системы могут привести к преждевременному износу инвертора.

    – Падение напряжения во время зарядки приведет к недостаточной зарядке батарей.

    –  Инвертор получает более низкое напряжение батареи. Это может вызвать срабатывание сигнализации о низком напряжении.

    – Кабели аккумулятора нагреваются. Это может привести к расплавлению изоляции проводов, повреждению кабеля или перегрузу оборудования. В крайних случаях нагрев кабеля может привести к пожару.

    – Все устройства, подключенные к системе, имеют более короткий срок службы из-за пульсации постоянного тока.

    Это как предотвратить потери напряжения:

    – Кабели должны быть как можно короче.

    – Используйте кабели с достаточной толщиной.

    – Надежно соединяйте (но не слишком сильно, следуйте рекомендациям по крутящему моменту в руководстве).

     – Убедитесь, что все контакты чистые и не подвержены коррозии.

    – Используйте качественные кабельные наконечники и обожмите их подходящим инструментом.

    – Используйте качественные выключатели батареи.

    – Уменьшите количество соединений в кабельной трассе.

    – Используйте точку распределения постоянного тока или шины.

    – Следуйте законодательству о проводке.

    Рекомендуется измерять падение напряжения в системе после завершения электрической установки, содержащей батареи. Помните, что падение напряжения обычно происходит во время сильного тока. Падение напряжения становится больше, когда увеличивается ток. Это тот случай, когда инвертор загружен  максимальной нагрузкой или когда зарядное устройство заряжается при полном токе. 

    Вот как можно измерить падение напряжения, например, в системе с инвертором:

    –  Загрузите инвертор максимальной мощностью.

    –  Измерьте напряжение на отрицательном кабеле между соединением инвертора и полюсом аккумулятора.

    – Повторите это для положительного кабеля.

    В случае, если батарея и инвертор находятся слишком далеко, или батарея находится в другом помещении или корпусе:

    –  Загрузите инвертор максимальной мощностью.

    – Измерьте напряжение на клеммах постоянного тока внутри преобразователя.

    –  Измерьте напряжение на полюсах батареи.

    – Сравните эти показания.

    – Разница между двумя показаниями это и есть падение напряжения. 

    2.6 Пульсация

    Одним из негативных последствий большого падения напряжения в системе является пульсация. Пульсация появляется в системе, где источником питания является батарея (DC), а нагрузка – это устройство переменного тока. Это всегда имеет место в системе с инвертором. Инвертор подключается к аккумуляторам, но он питает нагрузку переменного тока.

    Механизм, вызывающий пульсацию, напрямую связан с падением напряжения на кабелях постоянного тока, когда система находится под нагрузкой, а токи аккумулятора высокие. Высокий ток вызывает сильное падение напряжения, которое становится особенно заметным, когда используются тонкие кабели.

    Падение напряжения в системе в целом может быть даже больше, особенно если используются свинцово-кислотные батареи, которые слишком малы, слишком старые или повреждены. Падение напряжения будет происходить не только над кабелями, но и внутри самой батареи.

    Пульсация связана с тем, что когда инвертор питает большую нагрузку, напряжение постоянного тока системы падает. Но напряжение системы восстанавливается после отключения нагрузки. Этот процесс изображен на рисунке ниже.

    1. Измеренное напряжение на преобразователе нормальное. В этом примере оно составляет 12,6 В.

    2. При включении большой нагрузки напряжение батареи падает до 11,5 В.

    3. Когда нагрузка выключается, напряжение батареи обычно восстанавливается до 12,6 В.

    Как создается пульсация?

    1. Инвертор преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока.

    2. Нагрузка, подключенная к инвертору, создает переменный ток в инверторе.

    3. Этот переменный ток вызывает (через инвертор) колеблющийся постоянный ток на батарее.

    4. Результатом этого колебания постоянного тока является следующее:

    – При пиковом постоянном токе напряжение батареи падает.

    – Когда падает постоянный ток, напряжение батареи восстанавливается.

    – Когда постоянный ток достигает пика, напряжение батареи снова падает.

    – И так далее.

    Напряжение постоянного тока будет расти и падать и больше не будет постоянным. Так называемые колебания. Он будет увеличиваться и уменьшаться 100 раз в секунду (100 Гц). Величина колебаний напряжения постоянного тока называется пульсирующим напряжением.

    Можно измерить пульсации. Есть два способа:

    – Использовать мультиметр. Выберите режим переменного тока на мультиметре. Измерьте через соединения постоянного тока инвертора. Теперь вы измеряете переменную составляющую постоянного напряжения. Это переменное напряжение является пульсирующим напряжением.

    –  Используйте VEConfigure, он отслеживает пульсации.

    При измерении пульсации помните, что это происходит только тогда, когда система находится под полной нагрузкой. То же самое относится и к падению напряжения. Пульсация может быть обнаружена только тогда, когда инвертор питает  полную нагрузку или когда зарядное устройство заряжается с высоким током.

    Небольшая пульсация может существовать без ощутимого воздействия. Однако чрезмерная пульсация может оказать негативное влияние

    – Срок службы инвертора будет сокращен.

    – Конденсаторы в инверторе будут пытаться максимально сгладить пульсации, и в результате конденсаторы будут стареть быстрее.

    – Срок службы остального оборудования постоянного тока в системе также будет сокращен. Они тоже страдают от пульсации.

    – Батареи преждевременно стареют, каждая пульсация действует как мини-цикл для батареи. Из-за увеличения циклов батареи срок службы батареи уменьшится.

    – Пульсация во время зарядки уменьшит зарядную мощность.

    – Инверторы или инверторы / зарядные устройства имеют встроенную сигнализацию о пульсации. Существует два уровня тревоги о пульсации

    – Предварительная сигнализация о пульсации: Индикаторы перегрузки и разряда батареи мигают, и через 20 минут устройство выключается.

    –  Сигнал о полной пульсации. Индикаторы перегрузки и разряда батареи включены, и устройство отключается.

    Вот уровни пульсации тревоги для различных напряжений:

      12V 24V 48V
    Предупреждение о пульсации 1,5V 2.25V 3V
    Отключение при пульсации 2.5V 3.75V 5V

    Пульсация произойдет только при падении напряжения в системе. Чтобы устранить пульсации, вам нужно уменьшить падение напряжения. Это означает, что вам нужно уменьшить сопротивление на пути от батареи к инвертору и обратно к батарее. Для получения дополнительной информации см. Главу 2.5.

    Чтобы исправить высокую пульсацию в системе, сделайте следующее: 

    – Уменьшите длинные кабели батареи.

    – Используйте более толстые кабели.

    – Проверьте предохранители, шунты и разъединители батарей на предмет их подключения.

    – Проверьте характеристики предохранителей, шунтов и выключателей батареи.

    – Проверьте, нет ли ослабленных клемм и слабых кабельных соединений.

    – Проверьте наличие грязных или корродированных соединений.

    – Проверьте на наличие плохих, старых или слишком маленьких батарей.

    – Всегда используйте компоненты хорошего качества.

    3. Соединение аккумуляторных батарей.

    Формула падения напряжения и пример расчета

    Что такое падение напряжения?

    Падение напряжения — это уменьшение электрического потенциала на пути тока, протекающего в электрической цепи. Или, проще говоря, «падение напряжения». Падения напряжения возникают из-за внутреннего сопротивления источника, нежелательны пассивные элементы, по проводникам, по контактам, по соединителям, т.к. часть подводимой энергии рассеивается.

    Падение напряжения на электрической нагрузке пропорционально мощности, которую эта нагрузка может преобразовать в другую полезную форму энергии. Падение напряжения рассчитывается по закону Ома.

    Падение напряжения в цепях постоянного тока

    В цепях постоянного тока причиной падения напряжения является сопротивление. Для понимания падения напряжения в цепи постоянного тока рассмотрим пример. Предположим, что цепь состоит из источника постоянного тока, двух последовательно соединенных резисторов и нагрузки.

    Здесь каждый элемент цепи будет иметь определенное сопротивление. Они получают и теряют энергию до некоторой величины. Но решающим фактором ценности энергии являются физические свойства элементов.Когда мы измеряем напряжение на источнике постоянного тока и первом резисторе, мы видим, что оно будет меньше напряжения питания.

    Мы можем рассчитать энергию, потребляемую каждым сопротивлением, измерив напряжение на отдельных резисторах. В то время как ток течет по проводу, начиная с источника постоянного тока и заканчивая первым резистором, некоторая энергия, отдаваемая источником, рассеивается из-за сопротивления проводника.

    Для проверки падения напряжения используются закон Ома и закон Кирхгофа, кратко изложенные ниже.
    Закон Ома представлен как

    В → Падение напряжения (В)
    R → Электрическое сопротивление (Ом)
    I → Электрический ток (А)

    Для замкнутых цепей постоянного тока мы также используем закон Кирхгофа для расчета падения напряжения . Это выглядит следующим образом:
    Напряжение питания = Сумма падений напряжения на каждом компоненте цепи.

    Расчет падения напряжения в линии электропередачи постоянного тока

    Здесь мы берем в качестве примера линию электропередачи длиной 100 футов. Итак, для 2 линий 2 × 100 футов.Пусть электрическое сопротивление равно 1,02 Ом/1000 футов, а сила тока равна 10 А.

    Падение напряжения в цепях переменного тока

    В цепях переменного тока, в дополнение к сопротивлению (R), будет второе сопротивление протеканию тока – реактивное сопротивление (X), которое включает X C и X L . И X, и R также будут противодействовать текущему потоку. Их сумма называется импедансом (Z).
    X C → Емкостное сопротивление
    X L → Индуктивное сопротивление

    Величина Z зависит от таких факторов, как магнитная проницаемость, электрические изолирующие элементы и частота переменного тока.
    Подобно закону Ома в цепях постоянного тока, здесь он представлен как

    E → Падение напряжения (В)
    Z → Электрический импеданс (Ом)
    I → Электрический ток (А)

    I B → Ток полной нагрузки ( A)
    R → Сопротивление жилы кабеля (Ом/1000 футов)
    L → Длина кабеля (одна сторона) (кфут)
    X → Индуктивное реактивное сопротивление (Ом/1000f)
    В n → Напряжение между фазой и нейтралью
    U n → Межфазное напряжение
    Φ → Фазовый угол нагрузки

    Круговые милы и расчет падения напряжения

    Круговой мил – это фактически единица площади.Он используется для обозначения круглой площади поперечного сечения провода или проводника. Падение напряжения в милах определяется как

    L → длина провода (футы)
    K → удельное сопротивление (Ω-круговые милы/фут).
    P → Фазовая постоянная = 2 для однофазного = 1,732 для трехфазного проводник) можно узнать следующим образом:

    f – это коэффициент, который мы получаем из приведенной ниже стандартной таблицы.

    0,023 0,019 0.0161
    7

    Расчеты Drop напряжения | Инженерный справочник и онлайн-инструменты

    Связанные ресурсы: контрольно-измерительные приборы

    Расчет падения напряжения

     

    Падение напряжения определяется как уменьшение подаваемой энергии источника напряжения по мере того, как электрический ток проходит через пассивные элементы (элементы, не питающие напряжение) электрической цепи. Падение напряжения на внутренних сопротивлениях источника, на проводниках, на контактах и ​​на разъемах нежелательно; подведенная энергия теряется (рассеивается). Желательны падения напряжения на нагрузках и других активных элементах цепи; подведенная энергия совершает полезную работу. Напомним, что напряжение представляет собой энергию на единицу заряда. Например, электрический обогреватель может иметь сопротивление десять Ом, а провода, питающие его, могут иметь сопротивление 0,2 Ом, что составляет около 2% от общего сопротивления цепи.Это означает, что примерно 2% подаваемого напряжения теряется в самом проводе. Чрезмерное падение напряжения может привести к неудовлетворительной работе и повреждению электрического и электронного оборудования.

     

    Национальные и местные электротехнические нормы и правила могут устанавливать нормы максимально допустимого падения напряжения в электропроводке, чтобы обеспечить эффективность распределения и правильную работу электрооборудования. Максимально допустимое падение напряжения варьируется в зависимости от страны.В электронном дизайне и передаче энергии используются различные методы для компенсации влияния падения напряжения в длинных цепях или там, где необходимо точно поддерживать уровни напряжения. Самый простой способ уменьшить падение напряжения — увеличить диаметр проводника между источником и нагрузкой, что снижает общее сопротивление. Более сложные методы используют активные элементы для компенсации нежелательного падения напряжения.

    Падение напряжения в цепях переменного тока: импеданс

    В цепях переменного тока противодействие протеканию тока возникает из-за сопротивления (так же, как и в цепях постоянного тока).Цепи переменного тока также представляют собой второй вид противодействия протеканию тока: реактивное сопротивление. Это «суммарное» сопротивление (сопротивление «плюс» реактивное сопротивление) называется импедансом. Полное сопротивление в цепи переменного тока зависит от расстояния и размеров элементов и проводников, частоты переменного тока и магнитной проницаемости элементов, проводников и их окружения.

    Падение напряжения в цепи переменного тока является произведением тока и импеданса (Z) цепи.Электрический импеданс, как и сопротивление, выражается в омах. Электрический импеданс представляет собой векторную сумму электрического сопротивления, емкостного реактивного сопротивления и индуктивного сопротивления. Он выражается формулой E=IZ, аналогичной закону Ома для цепей постоянного тока.

    Падение напряжения в проводке здания

    Большинство цепей в доме не имеют достаточного тока или длины, чтобы вызвать высокое падение напряжения. В случае очень длинных цепей, например, при соединении дома с другим зданием на том же участке, может потребоваться увеличить размер проводников сверх минимального требования для номинального тока цепи.Цепи с большой нагрузкой также могут потребовать увеличения размера кабеля, чтобы соответствовать требованиям по падению напряжения в правилах электропроводки.

    Нормы и правила электропроводки устанавливают верхний предел допустимого падения напряжения в ответвленной цепи. В Соединенных Штатах Национальный электротехнический кодекс (NEC) рекомендует не более 5% падения напряжения на выходе. Канадские электротехнические нормы требуют не более 5% перепада между входом в сервис и точкой использования. Правила Великобритании ограничивают падение напряжения до 4% от напряжения питания.

    Расчет падения напряжения

    В ситуациях, когда проводники цепи проходят на большие расстояния, рассчитывается падение напряжения. Если падение напряжения слишком велико, проводник цепи должен быть увеличен, чтобы поддерживать ток между точками. Расчеты для однофазной цепи и трехфазной цепи немного отличаются.

    Расчет падения напряжения в одной фазе:

    ВД = [2 х Д х П х В ]/1000
    VD% = [VD/напряжение источника] x 100

    Расчет трехфазного падения напряжения:

    VD = [( 2 x L x R x I)/1000] x .866
    VD% = [VD/напряжение источника] x 100

    Где:

    VD = Падение напряжения (температура проводника 75°C) в вольтах

    VD% = падение напряжения в процентах (VD ÷ напряжение источника x 100). Именно это значение обычно называют «падением напряжения» и оно указывается в NEC 215.2(A)(4) и во всем NEC.

    L = длина фидера цепи в одну сторону (в футах)

    R = коэффициент сопротивления согласно NEC, глава 9, таблица 8, в Ом/кфут

    I = ток нагрузки (в амперах)

    Напряжение источника = Напряжение ответвленной цепи в источнике питания.Обычно напряжение источника составляет 120, 208, 240, 277 или 480 В.

    Электрические цепи Напряжение Падение напряжения

    Падение напряжения в электрической цепи можно рассчитать с использованием закона Ом как

    U = Ri (1)

    , где

    U = падение напряжения (вольт, V)

    R = электрическое сопротивление в электрической цепи (Ом, Ом)

    I = ток (ампер, А)

    Пример – Падение напряжения

    Электрическое сопротивление в цепи можно рассчитать

      R = (1. 02 Ω / 1000 FT) (100 футов) 2

    = 0.204 ω

    Падение напряжения в цепи можно рассчитать с (1)

    u = ( 0,204 Ω ) (10 AMPS)

    = 2,04 вольт

    Круговые миллы и падение напряжения

    Падение напряжения также можно рассчитать с помощью MILS, таких как

    U = KPLI / A (2)

    , где

    K = удельное сопротивление ( Ом – круговые милы/фут)

    P = фазовая постоянная = 2 (для одной фазы) = 1.732 (для трех фаз)

    L = длина провода (футы)

    A = площадь провода (круговые милы)

    Удельное электрическое сопротивление для различных материалов проводов

  • Медь, медь
      9043 = 11 (температура 77 o F – 121 o F), K = 12 (температура 122 o F – 167 o F)
    • Твердый алюминий, K = 78 (температура 0 7 90 9 o F – 121 o F), K = 20 (темп. 122 o F – 167 o F)
    • Многожильный Медь, K = 11 (темп. , K = 12 (темп. 122 o F – 167 o F)
    • Многожильный алюминий, K = 19 (темп. 77 o F – 121 o 90 9020 F), K = o F – 167 o F)

    Пример – Удельное сопротивление и падение напряжения

    Со значениями из приведенного выше примера падение напряжения ок. n рассчитывается как

    U = (11 Ом – круговой мил/фут) 2 (100 футов) (10 А) / (10400 мил)

        = 2.11 V

    Медный проводник – Напряжение Напряжение Напряжение

    Падение напряжения в медном проводнике может быть оценена с

    U = F IL (3)

    , где

    F = фактор из таблицы ниже

    I = Ток (AMPS)

    L = Длина проводника (FT)

  • Размер медной проводника, F
    AWG мм 2 Однофазные Трифазные
    14
    14 2.08 0.476 0.42
    12 3.31 0.313 0.26 0.26
    10
    10 5.26 0.196 0.17
    8 8.37 0.125 0,11
    6 13,3 0,0833 0,071
    4 21,2 0,0538 0,046
    3 0,0431 0,038
    2 33. 6 33.6 0.0323 0,028
    1 424 424 0.0323 0.028
    1/0 53,5 0.0269
    2/0 67,4 0,0222 0,020
    3/0 85,0 0,016
    4/0 107,2 0.014
    250
    250 0.0147 0.0147
    300 0,0131 0,011
    350 0.0121 0,011
    400 0.0115 0.0115 0.011
    500 50095 0.0101 0.0101 0.009


    1 Размер
    2
    3 Фактор
    – F –
    0 Метрика
    мм 2
    1 0,0387

    Как рассчитывается падение напряжения?

    Вольтметры

    Одним из способов определения падения напряжения на компоненте цепи является построение цепи и измерение падения с помощью инструмента, называемого вольтметром . Вольтметры предназначены для того, чтобы как можно меньше нарушать работу цепи, к которой они подключены. Они достигают этого, минимизируя ток, протекающий через вольтметр, до наименьшего возможного значения (т. Е. Они потребляют как можно меньше энергии из цепи).

    Если бы это был единственный способ определить падение напряжения, проектирование схемы было бы методом проб и ошибок. К счастью, инженеры могут писать уравнения на основе компонентов, образующих цепь, и способа их соединения.

    KVL & KCL

    Решение этих уравнений позволяет узнать все падения напряжения и все токи, протекающие в цепи. Затем инженеры могут настроить различные значения компонентов, чтобы получить окончательную схему, которая оптимальным образом служит своей цели (наименьший уровень шума, самая высокая скорость, наименьшее общее энергопотребление и т. д.).

    • Закон Кирхгофа о напряжении (KVL) утверждает, что сумма падений напряжения на любом замкнутом пути в цепи равна нулю. Уравнения КВЛ являются выражением сохранения энергии.
    • Текущий закон Кирхгофа (KCL) – утверждает, что общий ток, протекающий через любое соединение проводов в цепи, равен нулю. Уравнения KCL являются выражением сохранения заряда.

    Уравнения KVL/KCL могут быть написаны для схемы без учета природы фактических компонентов в схеме – все, что имеет значение, это схема их взаимосвязей (также известная как топология схемы).Но одних KVL и KCL недостаточно, и сами по себе они дают систему уравнений, в которой неизвестных значений больше, чем самих уравнений. Такая недоопределенная система не имеет единственного решения.

    Определяющие уравнения

    Чтобы решить эту проблему, инженеры также включают определяющее уравнение для каждого компонента схемы. Определяющие уравнения выражают физику самих компонентов (без учета того, как они взаимосвязаны) и различаются в зависимости от типа компонента.

    Например, определяющее уравнение для резистора (V = I*R, известное как Закон Ома ) полностью отличается от уравнения для катушки индуктивности или конденсатора. Включение как уравнений КВЛ/ККЛ, так и всех определяющих уравнений всегда приводит к системе уравнений, имеющей единственное решение.

    Иногда, когда в схему включены нелинейные компоненты, такие как транзисторы или диоды, необходимо использовать компьютер для численного решения уравнений, но это стандартная часть современной электротехники.Специализированное компьютерное программное обеспечение для этой цели легко доступно как на коммерческой основе, так и в сообществе открытого исходного кода.

    Важно понимать, что ни один компонент схемы не «знает» о других компонентах как таковых. Поведение каждого компонента полностью определяется падением напряжения на его клеммах и током, втекающим и выходящим из его клемм. Если известно либо падение напряжения, либо ток (возможно, как функция времени), другое можно вычислить, используя определяющее уравнение компонента.Коллективное поведение компонентов задается уравнениями КВЛ/ККЛ.

    Краткий обзор урока

    Падение напряжения определяет количество электроэнергии, получаемой компонентом при протекании через него тока (мощность = напряжение x поток, или P = V*I). Все компоненты в цепи должны участвовать в передаче энергии, чтобы способствовать функционированию цепи.

    Падение напряжения можно измерить вольтметром или определить путем решения комбинации уравнений КВЛ/ККЛ и определяющих уравнений компонента , хотя в некоторых случаях для получения решения необходимо использовать компьютер.

    • Закон Кирхгофа о напряжении (КВЛ) – сумма падений напряжения на любом замкнутом пути в цепи равна нулю. Уравнения КВЛ являются выражением сохранения энергии.
    • Закон тока Кирхгофа (KCL) – суммарный ток, втекающий или вытекающий из любого соединения проводов в цепи, равен нулю. Уравнения KCL являются выражением сохранения заряда.

    Выбрав соответствующую топологию схемы (схему взаимосвязей схемы) и соответствующие значения для различных компонентов, инженеры могут проектировать схемы, которые функционируют полезным образом.

    Расчет падения напряжения на AS-интерфейсе

    .

    ..или любой длинной линии кабеля

    Падение напряжения — это то, о чем следует подумать перед установкой любой промышленной сети, использующей питание и связь на одних и тех же двух проводниках. Эти сети включают AS-Interface , PROFIBUS PA и FOUNDATION fieldbus. В этом отношении падение напряжения следует учитывать каждый раз, когда устройство находится в конце длинного кабеля.

    Пример 1: простая настройка с использованием стандартного индуктивного датчика

    Простым примером датчика может быть батарея на 12 В, питающая индуктивный датчик.Если датчик имеет общий рабочий ток и ток нагрузки 50 мА и рабочее напряжение 10 В … 30 В, какой длины может быть кабель от батареи к датчику, прежде чем датчик перестанет работать? Стандартный кабель сенсора имеет сечение 0,34 мм² и, согласно IEC 60228, сопротивление < 0,057 Ом/м.
     
    Чтобы рассчитать максимальную длину проводника для определенного падения напряжения, используйте следующую формулу: 

    701 м — полный путь тока от коричневого проводника и обратно по синему проводнику. Чтобы получить длину кабеля, разделите ее пополам.

    Этот простой пример показывает, что если кабель длиннее 350,5 м, то напряжение упадет ниже 10 В и датчик перестанет работать должным образом. Если вам нужно преодолеть большее расстояние, вы можете сделать одно из двух:

    1. Увеличьте сечение троса. Увеличенный калибр уменьшает сопротивление на метр кабеля, поэтому для достижения того же падения напряжения требуется более длинный кабель.
    2. Увеличьте напряжение питания.Если увеличить напряжение питания, скажем, до 24 В вместо 12 В, то допустимое падение напряжения увеличится с 2 В до 14 В. Одно только это изменение увеличивает длину в 7 раз.

    Основная цель этого примера — продемонстрировать падение напряжения. Такой длинный кабель датчика может привести к другим проблемам. Они могут быть восприимчивы к шуму, который может привести к неприятным триггерам. Длинные кабели также могут быть повреждены, если они не защищены должным образом.

    Пример 2: AS-интерфейс

    AS-Interface — это промышленная сеть , в которой на одном кабеле может быть размещено до 62 узлов. Начальное напряжение источника питания обычно составляет 30,5 В. Модули AS-Interface имеют рабочее напряжение 26,5 В, а некоторые из них могут достигать 18 В в зависимости от модели. Если перепады напряжения слишком велики, модули просто не будут работать. Для AS-Interface доступны блоки питания на 8 А, и такой большой ток на плоском кабеле на больших расстояниях приведет к значительному падению напряжения. Если бы 8 А модулей AS-Interface были размещены в конце 100-метрового кабеля, падение напряжения составило бы чуть менее 22 В.Ни один модуль не запустился. Эта ситуация никогда бы не произошла в реальной жизни, но показывает, что к ней нельзя относиться легкомысленно.

    Сечение желтого кабеля AS-Interface составляет 1,5 мм². Сеть AS-Interface обычно содержит желтый кабель для питания модуля/входа и связи, а также черный вспомогательный кабель питания. Также доступен дополнительный силовой кабель сечением 2,5 мм². Этот кабель еще большего диаметра подходит для 12 А и должен использоваться, если падение напряжения или большой ток являются проблемой на вспомогательном силовом кабеле.

    Чтобы избавить вас от математических вычислений, мы разработали калькулятор падения напряжения . В этой программе вы можете ввести все значения рабочего тока датчиков и выбрать модулей AS-Interface из раскрывающегося списка. Потребление тока каждым узлом и длина кабеля AS-Interface используются для расчета падения напряжения на каждом устройстве. Эта утилита проверки электропитания и сети проверяет:

    • Падение напряжения
    • Совместимость версий AS-Interface
    • Потребляемый ток на AS-Interface
    • Потребляемый ток на вспомогательном
    • Доступность адреса

    Доступен видеоролик, в котором показан образец схемы сети и показано, как использовать калькулятор мощности AS-Interface .

    То, что вы видите на видео, это довольно большая разница между измеренным и задокументированным током потребления устройств. Эта разница совершенно нормальна. При указании потребляемого тока в наихудшем случае в спецификации учитываются многие факторы. Потребляемый ток будет увеличиваться из-за возраста устройства, изменений температуры и различий в исходных материалах.

    Сделаю на примере, как видно на видео, вот чтобы вы видели, что нужно, чтобы прикинуть падение напряжения.

    Потребляемый ток

    Рабочий ток модуля AS-Interface — это ток, необходимый для работы модуля AS-Interface , даже если датчики не подключены.

    Ток нагрузки — это ток, потребляемый модулем AS-Interface при активации датчика. Внутренняя нагрузка модуля AS-Interface составляет около 3 кОм на каждый вход. Эта нагрузка приводит к потреблению тока 9 мА на каждый датчик, подключенный к модулю.Мы всегда предполагаем, что все входы включены. Это наихудший сценарий.

    Рабочий ток датчика — это ток, потребляемый датчиком, даже если перед ним нет цели. В технических характеристиках его часто называют током питания без нагрузки.

    После суммирования общего тока падение напряжения можно рассчитать по закону Ома. Помните, что в этом примере кабель AS-Interface имеет длину 90 м. Это означает, что внутренняя длина проводника, по которому течет ток, вдвое больше, или 180 м.Сопротивление кабеля AS-Interface сечением 1,5 мм² составляет 0,0137 Ом/м

    Если начальное напряжение составляет 30,3 В, то в худшем случае конечное напряжение будет 30,3 В – 1,6 В = 28,7 В. 28,7 В выше минимального требуемого рабочего напряжения для любого узла в сети. Так что можно смело сказать, что у этой сети не будет проблем из-за падения напряжения.

    При сборке сети следует учитывать падение напряжения. Используйте здравый смысл при компоновке вашей машины.Простые вещи, такие как размещение источника питания в середине сети или ближе всего к потребителям с наибольшим током, вероятно, уменьшат или устранят большинство ваших проблем с падением напряжения. Если вы считаете, что напряжение на конце вашей существующей сети слишком низкое, используйте измеритель и выполните некоторые измерения напряжения. Если напряжение слишком низкое, рассмотрите возможность добавления повторителя и другого источника питания.

    Если вы хотите узнать больше об AS-Interface, , подключитесь к TechTalk , нашему еженедельному подкасту, посвященному советам и темам AS-Interface.

    Что такое падение напряжения? | IEWC.com

    Надежность может быть не осязаемым элементом, установленным рядом с новой печью или подключенным к портовому крану, но, тем не менее, это важный «аксессуар», который может означать разницу между сверхурочной работой и потерянным временем; наличие и отсутствие на складе; идеальная подгонка и ремонт. Пометка «ненадежный» может означать крах для бизнеса, независимо от того, что вы производите, устанавливаете или обслуживаете. Вот почему так важно понимать простые, но часто упускаемые из виду проблемы, такие как падение напряжения в приложениях продукта.

    Что такое падение напряжения?

    Падение напряжения — это падение напряжения в электрической цепи между источником и нагрузкой. Провода, несущие электричество, имеют внутреннее сопротивление или импеданс протеканию тока. Падение напряжения — это величина потери напряжения в цепи из-за этого импеданса.

    Чтобы оборудование работало должным образом, на него должно подаваться необходимое количество энергии, которая измеряется в ваттах и ​​рассчитывается путем умножения силы тока (ампер) на напряжение (вольт).Двигатели, генераторы, инструменты — все, что работает на электричестве, рассчитано на мощность. Правильное количество энергии позволяет оборудованию соответствовать расчетной номинальной мощности и работать эффективно. Слишком большое или недостаточное количество энергии может привести к неэффективной работе, расточительному использованию энергии и даже к повреждению оборудования. Вот почему так важно понимать расчеты падения напряжения и выбирать правильный кабель для каждого применения.

    Национальный электротехнический кодекс (NEC) содержит каталог требований к безопасным электрическим установкам и представляет собой основной документ для руководства в Соединенных Штатах.Указания как для обученных специалистов, так и для конечных пользователей, эти нормы закладывают основу для проектирования и проверки электрических установок. Итак, как Кодекс рассматривает проблемы с падением напряжения ? Для ответвлений цепей см. NEC (NFPA 70), раздел 215.2(A)(3), сноска 2, и раздел 210.19(A)(1), сноска 4. Оба рекомендуют, чтобы проводники для фидеров к жилым единицам были рассчитаны так, чтобы падение напряжения не превышало 3%, а максимальное суммарное падение напряжения как на фидерах, так и ответвлениях не должно превышать 5% для «разумной эффективности работы».

    Кроме того, обращайтесь к разделу 647.4 (D) NEC (NFPA 70) при работе с чувствительным электронным оборудованием. В нем указано, что падение напряжения на любой ответвленной цепи не должно превышать 1,5%, а суммарное падение напряжения на ответвленной и фидерных проводах не должно превышать 2,5%. Важно отметить, что большая часть производимого сегодня оборудования содержит электронику, которая особенно чувствительна к чрезмерному падению напряжения.

    Ampacity, пропускная способность кабеля по электрическому току, также связана с падением напряжения.В Кодексе подчеркивается важность учета падения напряжения при рассмотрении номинальной токовой нагрузки кабеля и необходимость выполнения обоих требований. В разделе 310.15 (A)(1) NEC указано, что в таблицах токов не учитывается падение напряжения.

    Как рассчитывается падение напряжения?

    Для постоянного тока падение напряжения пропорционально величине протекающего тока и сопротивления провода. В цепях переменного тока также необходимо учитывать общий импеданс и коэффициент мощности (коэффициент потерь мощности).Поскольку сопротивление провода зависит от размера провода, материала и длины провода, важно выбрать правильный размер провода для длины провода, чтобы поддерживать падение напряжения на желаемом уровне.

    Используйте следующую таблицу расчета падения напряжения , чтобы упростить расчеты падения напряжения.

    Эта таблица упрощает и упрощает расчет проектного падения напряжения. Например, предположим, что ваш проект включает в себя 100-футовую трассу провода 12/3 SOOW, линейный ток 12 ампер для оборудования, линейную цепь 120 вольт переменного тока, 3 фазы, коэффициент мощности 100%.Согласно расчетной таблице коэффициент равен 3190. Далее умножьте ток x расстояние (футы) x коэффициент: 12 x 100 x 3190 = 3 828 000. Наконец, поместите десятичную дробь перед последними шестью цифрами, и результатом будет потеря вольт или падение напряжения, которое в этом примере равно 3,8 вольт (3,2% от общего напряжения).

    Таким образом, чтобы обеспечить надежность ваших продуктов, установок или сервисных обращений, обязательно учитывайте падение напряжения при выборе кабеля. Хотя это в первую очередь неприятная проблема, падение напряжения может повлиять на эффективность оборудования, энергопотребление и привести к потенциальному повреждению чувствительной электроники и других систем. К счастью, этих проблем легко избежать, особенно если вы полагаетесь на нормы и стандарты NEC, относящиеся к падению напряжения: каждый из них дает полезные рекомендации по обеспечению успеха вашего приложения.

    Выбрав кабель с правильными характеристиками падения напряжения, вы оптимизируете работу подключенного оборудования, повысите эффективность и предотвратите повреждение оборудования. И это довольно хорошая отдача, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

    AWG
    Однофазный Трехфазный
    14 2. 08 0,476 0,42
    12 3,31 0,313 0,26
    10 5,26 0,196 0,17
    8 8,37 0,125 0,11
    6 13.0 0.0833 0,071 0.071
    4 21.2 0,0538 0.046
    3 0.0431
    2 33,6 0,0323 0,028
    1 42,4 0,0323 0,028
    1/0 53,5 0,0269 0,023
    2/0
    2/0 67.4 67.4222 0.0222 0.0222
    3/0 85,0 0,019 0,016
    4/0 107.2 0,0161 0,014
    250 0,0147 0,013
    300 0,0131 0,011
    350 0,0121 0,011
    400 0,0115 0,009
    500 0,0101 0,009
    Размер провода Коэффициент мощности % 90AC Однофазный80 Трехфазный переменный ток DC
    14 AWG 100 5880 5090 5880
    90 5360 4640
    80 4790 4150
    70 4230 3660
    60 3650 3160
    12 AWG 100 3690 3190 3690
    90 3380 2930
    80 3030 2620
    70 2680 2320
    60 2320 2010
    10 AWG 100 2320 2010 2820
    90 2150 1861
    80 1935 1675
    70 1718 1487
    60 1497 1296
    8 AWG 100 1462 1265 1462
    90 1373 1189
    80 1248 1081
    70 1117 969
    60 981 849
    6 AWG 100 918 795 918
    90 882 764
    80 812 703
    70 734 636
    60 653 565
    4 AWG 100 578 501 578
    90 571 494
    80 533 462
    70 489 423
    60 440 381
    2 AWG 100 367 318 363
    90 379 328
    80 361 313 ​​
    70 337 292
    60 309 268
    1 AWG 100 291 252 288
    90 311 269
    80 299 259
    70 284 246
    60 264 229
    1/0 AWG 100 233 202 229
    90 257 222
    80 252 218
    70 241 209
    60 227 106
    2/0 AWG 100 187 162 181
    90 213 184
    80 212 183
    70 206 178
    60 196 169
    3/0 AWG 100 149 129 144
    90 179 155
    80 181 156
    70 177 153
    60 171 148
    4/0 AWG 100 121 104 114
    90 152 131
    80 156 135
    70 155 134
    60 151 131
    250 тыс. смил 100 102 89 97
    90 136 117
    80 143 123
    70 143 124
    60 141 122
    300 тыс.смил 100 86 75 81
    90 121 104
    80 128 111
    70 131 113
    60 130 113
    350 тыс.смил 100 74 64 69
    90 109 95
    80 118 102
    70 122 105
    60 122 106
    400 тыс. смил 100 66 57 60
    90 101 88
    80 111 96
    70 115 99
    60 116 101
    500 тыс.смил 100 54 47 48
    90 89 78
    80 99 86
    70 105 91
    60 108 93
    600 тыс.смил 100 47 41 40
    90 83 72
    80 93 81
    70 99 86
    60 103 89
    750 тыс. смил 100 39 34 32
    90 75 65
    80 86 75
    70 93 81
    60 97 84
    1000 тыс.смил 100 31 27 24
    90 67 58
    80 79 68
    70 86 75
    60 91 78

    Как рассчитать падение напряжения в последовательной цепи? – М.В.Организинг

    Как рассчитать падение напряжения в последовательной цепи?

    Теперь, когда мы знаем силу тока в цепи (помните, что сила тока не меняется в последовательной цепи), мы можем рассчитать падение напряжения на каждом резисторе, используя закон Ома (V = I x R).

    Каково падение напряжения на каждом резисторе?

    Падение напряжения для каждого резистора равно E(x) = I x R(x) для каждого резистора (x), т. е. R(1), R(2), R(3). Как мне понять, какой резистор мне нужен, если я знаю напряжение и ток? Вы берете основную формулу E = I x R, решаете для R -> R = E / I.

    Как найти ток в последовательной цепи с 3 резисторами?

    Параллельная цепь показана на схеме выше. В этом случае ток, подаваемый батареей, разделяется, и величина, проходящая через каждый резистор, зависит от сопротивления.Если значения трех резисторов: Для батареи 10 В, при V = I R общий ток в цепи составляет: I = V / R = 10 / 2 = 5 А.

    Одинаково ли напряжение в последовательной цепи?

    Напряжение питания распределяется между компонентами в последовательной цепи. Сумма напряжений на последовательно соединенных компонентах равна напряжению источника питания. Это означает, что если два одинаковых компонента соединены последовательно, напряжение питания делится на них поровну.

    Что происходит с напряжением в последовательной цепи?

    В последовательной цепи ток, протекающий через все компоненты, одинаков, а напряжение в цепи представляет собой сумму отдельных падений напряжения на каждом компоненте.

    Одинаково ли напряжение в последовательных конденсаторах?

    Когда конденсаторы соединены последовательно и к этому соединению приложено напряжение, напряжения на каждом конденсаторе обычно не равны, а зависят от значений емкости.

    Почему напряжение разделяется последовательно?

    , если два одинаковых компонента соединены последовательно, напряжение питания делится на них поровну. если один компонент имеет вдвое большее сопротивление, чем другой, напряжение на компоненте с более высоким сопротивлением в два раза превышает напряжение на компоненте с более низким сопротивлением.

    Изменяется ли напряжение при увеличении сопротивления?

    Пока питание остается постоянным, при добавлении сопротивления напряжение будет увеличиваться. Если мы увеличим значение резистора в омах, напряжение на клемме аккумулятора и резисторе останется прежним. Однако из-за увеличенного сопротивления теперь через резистор протекает меньший ток.

    Параллельная цепь увеличивает напряжение?

    В параллельной цепи увеличение напряжения на источнике напряжения такое же, как падение напряжения на каждой ветви.В параллельной цепи обратная величина полного сопротивления равна сумме обратных величин отдельных сопротивлений.

    Что происходит с параллельным напряжением?

    Напряжение одинаково на всех компонентах параллельной цепи. Сумма токов по каждому пути равна общему току, протекающему от источника. Если один из параллельных путей разорван, ток продолжит течь по всем другим путям.

    Как рассчитать параллельное напряжение?

    Если у вас есть цепь с известной величиной тока, потоком электрического заряда, вы можете рассчитать падение напряжения в схемах параллельных цепей следующим образом: Определить комбинированное сопротивление или сопротивление потоку заряда параллельные резисторы. Суммируйте их как ​1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2​ для каждого резистора.

    Как найти последовательное напряжение?

    Напряжение, подаваемое на последовательную цепь, равно сумме отдельных падений напряжения». Это просто означает, что падение напряжения должно суммироваться с напряжением, поступающим от батареи или батарей. 6В + 6В = 12В.

    Постоянно ли напряжение последовательно?

    2. В последовательной цепи ток одинаков в любой точке цепи. 3. Однако напряжение в последовательной цепи не остается постоянным.

    Какое падение напряжения является слишком большим?

    NEC рекомендует, чтобы максимальное комбинированное падение напряжения для фидера и ответвления не превышало 5 %, а максимальное значение на фидере или ответвлении не превышало 3 % (рис. 1). Эта рекомендация касается производительности, а не безопасности.

    Как рассчитать размер провода?

    Таблица размеров проволоки

    и формула

    1. Рассчитайте показатель падения напряжения (VDI) по следующей формуле:
    2. VDI = AMPS x FEET ÷ (% ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ x НАПРЯЖЕНИЕ)
    3. Определите подходящий размер провода по приведенной ниже таблице.

    Насколько допустимо падение напряжения 12В?

    Максимальный ток в амперах через цепь 12 В в зависимости от размера (AWG) и длины провода. Проводники в электрических системах не должны быть рассчитаны на падение напряжения более 3%. Для системы 12 В максимальное падение напряжения должно быть меньше (12 В) x 3% = 0,36 В.

    Может ли плохое заземление вызвать падение напряжения?

    Падение напряжения, обычно на стороне земли, вызывает неточные или странные показания цифрового мультиметра и диаграммы осциллографа.Более того, когда вы подключаете цифровой мультиметр или осциллограф к системе с плохим заземлением, само тестовое оборудование может создать хорошую замену заземления, в зависимости от импеданса прибора.

    Как далеко я могу протянуть провод 12 В?

    Максимальная длина медного провода с падением напряжения 2 % Согласно приведенной выше диаграмме максимальная общая длина провода вперед и назад не должна превышать примерно 8 м для калибра № 10 (5,26 мм2). При увеличении размера провода до калибра № 2 (33,6 мм2) максимальная длина ограничивается примерно 32 м.

    Что вызывает падение напряжения?

    Причины падения напряжения Чрезмерное падение напряжения происходит из-за повышенного сопротивления в цепи, обычно вызванного повышенной нагрузкой или энергией, используемой для питания электрических ламп, в виде дополнительных соединений, компонентов или проводников с высоким сопротивлением.

    Что происходит при низком напряжении?

    Если напряжение слишком низкое, увеличивается сила тока, что может привести к расплавлению компонентов или неисправности прибора.Если напряжение слишком высокое, это приведет к тому, что приборы будут работать «слишком быстро и слишком высоко», что сократит срок их службы.

    Как повысить напряжение в цепи?

    Чтобы увеличить напряжение, мы последовательно подключаем переменные напряжения, чтобы получить более высокое выходное напряжение. Если частоты всех напряжений одинаковы, то величины напряжений просто складываются.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.