Máy tính sụt áp

Cách tính độ sụt áp

Sụt áp là sự giảm điện áp xảy ra khi dòng điện chạy qua một dây dẫn có điện trở. Khi thiết kế mạch điện, việc giữ cho độ sụt áp trong phạm vi chấp nhận được là điều cần thiết để các thiết bị được kết nối có thể hoạt động như mong muốn.

Nếu điện áp tại tải quá thấp, các thiết bị điện vẫn cố gắng tiêu thụ công suất cần thiết. Để bù lại, dòng điện có thể tăng lên, dẫn đến quá nhiệt dây dẫn, làm hỏng lớp cách điện hoặc làm giảm tuổi thọ của thiết bị được kết nối. Đối với các đường dây dài cáp nguồn hoặc dây xây dựng, đây là mối quan tâm chính về thiết kế.

Theo Định luật Ohm, điện áp, dòng điện và điện trở có mối quan hệ với nhau theo phương trình đơn giản:

V_(Ch) = Tôi_(MỘT) × R_(Ω)

Nói cách khác, điện áp trên một dây dẫn bằng cường độ dòng điện chạy qua nó nhân với điện trở của nó. Nếu biết điện trở của dây dẫn, bạn có thể tính trực tiếp độ sụt áp của một dòng điện nhất định.

Công thức sụt áp

Đối với một đoạn cáp thẳng trong mạch điện xoay chiều hoặc một chiều một pha, điện trở của dây dẫn có thể được biểu thị bằng điện trở suất, chiều dài và diện tích tiết diện. Sắp xếp lại định luật Ohm dẫn đến công thức tính độ sụt áp thường được sử dụng:

V_{thả (V)} = 2 × Tôi_(MỘT) × ρ_(Ω·m) × L_(nam) / MỘT_{mét vuông}

Ở đâu:
V_{làm rơi} = điện áp giảm tính bằng vôn
TÔI = dòng điện tính bằng ampe
ρ = điện trở suất của dây dẫn tính bằng ohm-mét (Ω·m)
L = chiều dài dây dẫn một chiều tính bằng mét
MỘT = diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn tính bằng mét vuông

Biểu thức này tính đến đường đi "ra và quay lại" của dòng điện trong mạch một pha thông qua hệ số 2. Đối với dòng điện và chiều dài cố định, sử dụng dây dẫn có diện tích tiết diện lớn hơn (kích thước cáp lớn hơn) sẽ làm giảm độ sụt áp.

Giá trị điện trở suất điển hình là:

• Đồng: ρ = 1,7241 × 10^-8 Ω·m
• Nhôm: ρ = 2,6548 × 10^-8 Ω·m

Vì đồng có điện trở suất thấp hơn nhôm, nên cáp đồng cùng kích thước và chiều dài sẽ luôn có độ sụt áp thấp hơn cáp nhôm. Đối với các dự án điện áp trung bình và cao, bạn cũng có thể tham khảo hướng dẫn lựa chọn cáp LV, MV và HV của chúng tôi khi quyết định loại và kích thước dây dẫn.

Công thức tính sụt áp xoay chiều

Trong nhiều hướng dẫn đấu dây thực tế, bạn cũng sẽ thấy điện áp giảm được tính toán bằng hằng số thực nghiệm K gói gọn các đặc tính vật liệu và chuyển đổi đơn vị thành một giá trị duy nhất.

V_{thả (V)} = Tôi_(MỘT) × 2 × K × L_(nam) / MỘT_mm²

Ở đâu:
V_{làm rơi} = điện áp giảm tính bằng vôn
K = Hằng số DC (hệ số vật liệu và đơn vị)
TÔI = dòng điện tính bằng ampe
L = chiều dài dây dẫn một chiều tính bằng mét
MỘT = diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn tính bằng milimét vuông

Sử dụng các giá trị sau cho K:

• 12.9 cho dây dẫn bằng đồng
• 21.2 cho dây dẫn nhôm

Các hằng số này tương ứng với điện trở của một dây dẫn có diện tích 1.000 mils tròn và chiều dài 1.000 feet, với các đơn vị chuyển đổi thích hợp sang mm² và mét được tích hợp sẵn.

Công thức sụt áp cho hệ thống ba pha

Trong hệ thống ba pha, hình dạng của dòng điện và điện áp khác nhau, do đó công thức giảm điện áp bao gồm hệ số √3:

V_{thả (V)} = √3 × Tôi_(MỘT) × ρ_(Ω·m) × L_(nam) / MỘT_{mét vuông}

Đối với mạch ba pha, điện áp giảm V_{làm rơi} tính bằng vôn bằng √3 lần tích của dòng điện TÔI tính bằng ampe, điện trở suất của dây dẫn ρ theo ohm-mét và chiều dài dây dẫn L tính bằng mét, chia cho diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn MỘT tính bằng mét vuông.

Cách tính kích thước dây dẫn tối thiểu

Để lắp đặt an toàn và tiết kiệm, bạn cần một dây dẫn đủ lớn để giữ cho điện áp và nhiệt độ tăng trong giới hạn cho phép, nhưng không quá lớn đến mức chi phí vật liệu quá cao. Một cách thiết thực để định cỡ cáp là bắt đầu từ điện áp cho phép và tính toán diện tích mặt cắt ngang tối thiểu.

Sắp xếp lại công thức giảm điện áp cơ bản cho MỘT cung cấp:

MỘT_(m²) = 2 × ρ_(Ω·m) × L_(nam) × Tôi_(MỘT) / V_{thả (V)}

Ở đâu:
MỘT = diện tích mặt cắt dây dẫn cần thiết tính bằng mét vuông
ρ = điện trở suất của dây dẫn tính bằng ohm-mét (Ω·m)
L = chiều dài một chiều tính bằng mét
TÔI = dòng điện tính bằng ampe
V_{làm rơi} = mức giảm điện áp tối đa cho phép tính bằng vôn

Một khi bạn tính toán MỘT tính bằng m², nhân với 1.000.000 để chuyển đổi sang mm², sau đó chọn kích thước cáp tiêu chuẩn lớn hơn tiếp theo từ bảng bên dưới hoặc từ danh mục của bạn. Bạn cũng phải xác minh xem cáp đã chọn có đáp ứng được yêu cầu về cường độ dòng điện hay không bằng cách sử dụng tiêu chuẩn lắp đặt phù hợp hoặc hướng dẫn cường độ dòng điện chuyên dụng, chẳng hạn như của chúng tôi. Dây dẫn bằng đồng xây dựng 6 AWG THHN/THWN cho các ứng dụng xây dựng thông thường.

Cách tính chiều dài dây dẫn tối đa

Với kích thước cáp đã chọn, bạn cũng có thể đảo ngược bài toán: với độ sụt áp cho phép tối đa, đoạn cáp có thể dài bao nhiêu? Bắt đầu từ cùng biểu thức độ sụt áp và giải bài toán tìm chiều dài L cung cấp:

L_(nam) = V_{thả (V)} × Một_{mét vuông} / 2 × ρ_(Ω·m) × Tôi_(MỘT)

Ở đâu:
V_{làm rơi} = mức giảm điện áp cho phép tính bằng vôn
TÔI = dòng điện tính bằng ampe
ρ = điện trở suất của dây dẫn tính bằng ohm-mét (Ω·m)
L = chiều dài dây dẫn một chiều tối đa tính bằng mét
MỘT = diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn tính bằng mét vuông

Nói cách khác, chiều dài tối đa cho phép là tích của độ sụt áp cho phép và diện tích tiết diện dây dẫn, chia cho hai lần tích của điện trở suất dây dẫn và dòng điện tải. Điều này rất quan trọng đối với các đường dây dài ngoài trời, nguồn điện tạm thời và kết nối máy phát điện. Để lựa chọn cáp máy phát điện thực tế, bạn có thể tham khảo hướng dẫn mua cáp máy phát điện đầy đủ của chúng tôi và Trang sản phẩm cáp máy phát điện mềm H07RN-F.

Bảng kích thước và điện trở của dây dẫn

Bảng sau đây tóm tắt diện tích mặt cắt ngang và điện trở một chiều của dây dẫn đồng tiêu chuẩn. Bạn có thể sử dụng bảng này để nhanh chóng ước tính độ sụt áp và so sánh kết quả tính toán với kích thước AWG thực tế.