Як розрахувати падіння напруги та втрати потужності в проводах

Як розрахувати падіння напруги на дротах з урахуванням напруги живлення та струму? Як я можу передбачити падіння напруги, щоб кінцеве навантаження мала правильну напругу живлення?

Якими будуть втрати потужності?

Що робити, якщо я не знаю опір дроту, крім AWG (американський дротомір) і довжину?

1 відповідь 1

Ви повинні бачити провід як інший резистор, розміщений послідовно. Замість цього, опір \ $ \ text _> \ $ підключений до джерела живлення напругою \ $ \ text \ $.

розрахувати

Ви повинні бачити це як опір \ $ \ text _> \ $, підключений через два дроти з опором \ $ \ text _> \ $ до джерела живлення напругою \ $ \ text \ $:

Тепер ми можемо використовувати \ $ \ text = \ text\ cdot <> \ text \ $ де \ $ \ text \ $ позначає напругу, \ $ \ text\ $ для поточного та \ $ \ text \ $ для опору.

Приклад

Припустимо, напруга, що подається на ланцюг, становить \ $ 5 \ text \ $. \ $ \ text _> \ $ дорівнює \ $ 250 \ Omega \ $, а опір \ $ \ text _> \ $ дорівнює \ $ 2,5 \ Omega \ $ (якщо ви не знаєте опору дроту, дивіться нижче в "Розрахунок опір дроту "). Спочатку ми обчислюємо струм через ланцюг, використовуючи \ $ \ текст= \ dfrac >> \ $: \ $ \ text= \ dfrac = \ dfrac = 0,01961 \ text = 19,61 \ text \ $

Тепер ми хочемо знати, яке падіння напруги на одному шматку дроту використовує \ $ \ text = \ text\ cdot <> \ text \ $: \ $ \ text = 0.01961 \ cdot2.5 = 0.049025V = 49.025 \ text \ $

Ми також можемо розрахувати напругу над \ $ \ text _> \ $ таким же чином: \ $ \ text = 0.01961 \ cdot250 = 4.9025 \ text \ $

Передбачаючи втрату напруги

Що робити, якщо нам дійсно потрібна напруга \ $ 5 \ text \ $ over \ $ \ text _> \ $? Нам доведеться змінити напругу \ $ \ text \ $ від джерела живлення, щоб напруга над \ $ \ text _> \ $ стала \ $ 5 \ text \ $.

Оскільки ми говоримо про опори послідовно, сила струму однакова в усьому ланцюзі. Отже, поточне джерело живлення має видавати \ $ \ text\ $, дорівнює \ $ \ тексту_> \ $. Ми вже знаємо загальний опір ланцюга: \ $ \ text = 250 + 2 \ cdot2.5 = 255 \ Omega \ $. Тепер ми можемо розрахувати необхідну напругу, використовуючи \ $ \ text = \ text\ cdot <> \ text \ $: \ $ \ text = 0,02 \ cdot255 = 5,1 \ text \ $

Що робити, якщо ми хочемо знати, скільки енергії втрачається в проводах? В основному ми використовуємо \ $ \ text

= \ text \ cdot <> \ text\ $, де \ $ \ текст

\ $ означає потужність, \ $ \ text \ $ - напруга та \ $ \ текст\ $ для поточного.

Тож єдине, що нам потрібно зробити, це заповнити правильні значення у формулі.

Приклад

Ми знову використовуємо блок живлення \ $ 5 \ text \ $ з \ $ 250 \ Omega \ $ \ $ \ text _> \ $ та двома проводами по $ $ 2.5 \ Omega \ $. Падіння напруги на одному шматку дроту, як розраховано вище, становить \ $ 0,049025 \ text \ $. Струм через ланцюг становив \ $ 0,01961 \ text \ $.

Тепер ми можемо розрахувати втрати потужності в одному дроті: \ $ \ text

_> = 0,049025 \ cdot0,01961 = 0,00096138 \ text = 0,96138 \ text \ $

У багатьох випадках ми будемо знати довжину дроту \ $ l \ $ та AWG (американський дротомір) дроту, але не опір. Проте розрахувати опір легко.

У Вікіпедії є список специфікацій AWG, доступний тут, який включає опір на метр в Омах на кілометр або міліОм на метр. Вони також мають це на кілофут або фути.

Ми можемо розрахувати опір дроту \ $ \ text _> \ $, помноживши довжину дроту на опір на метр.

Приклад

У нас є \ $ 500 \ text \ $ дроту 20AWG. Яким буде загальний опір?

\ $ \ text_> = 0,5 \ text \ cdot 33,31 \ Omega/\ text = 16,655 \ Omega \ $