science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Kabellengte versus Power Drop

De stroomsterkte of het vermogen dat verloren gaat in een kabel, is afhankelijk van de kabellengte, kabelafmetingen en stroom door de kabel. Grotere kabels hebben minder weerstand en kunnen daardoor meer vermogen verzenden zonder grote verliezen. Verliezen in kleinere kabels blijven laag als de hoeveelheid overgedragen vermogen klein is of als de kabel niet erg lang is. Engineers moeten het voedingssysteem zo ontwerpen dat het vermogensverlies in de kabels acceptabel is voor de lengte van de kabel die nodig is om de belasting te leveren.

Basisprincipes van

Elektrische kabels hebben een weerstand per voet en hoe langer de kabel, hoe groter de weerstand. Wanneer de stroom door de kabel stroomt, resulteert de stroom die door de weerstand vloeit in een spanningsdaling volgens de wet van Ohm, spanning = stroom x weerstand. Vermogen in Watt is spanning x stroom. Een gegeven stroom- en kabelweerstand bepaalt de toepasselijke spanningsval. Als het 10 volt is voor een stroom van 10 ampère, is het vermogen dat verloren gaat in de kabel 100 watt.

Kabellengte

Grotere kabels hebben minder weerstand per voet dan kleinere kabels. Typische huishoudelijke bedrading is AWG 12 of 14 gauge met weerstanden van 1,6 en 2,5 ohm per 1000 voet. Voor een typische woning kan een kabelbaan maximaal 50 voet zijn. De bijbehorende weerstanden voor deze gangbare kabellengtes zijn 0,08 en 0,13 ohm. De grotere kabel heeft een weerstand van 36 procent minder dan de kleinere kabel en verliest 36 procent minder stroom. Voor langere kabellengtes, zoals buitenaansluitingen, zal de AWG 10-gauge kabel met een weerstand van 1 ohm per 1000 voet een vermogensverlies van 60 procent minder hebben dan de 14 gauge kabel.

Voltage

Terwijl de weerstand van de kabels laat zien welke kabel het minste vermogen zal verliezen, wordt het vermogen dat verloren gaat in watt bepaald door de spanningsval. Voor 100-voet runs zijn de weerstanden van AWG 10, 12 en 14 gauge-kabels 0,1, 0,16 en 0,25 ohm. Een huishoudelijk circuit heeft een vermogen van 15 ampère. Een stroom van 15 ampère tot 100 voet van deze kabels zou resulteren in spanningsdalingen van respectievelijk 1,5, 2,4 en 3,75 volt.

Stroomvoorziening

De spanningsval vermenigvuldigd met de stroom geeft het vermogen in Watt . De drie kabellengtes van 100 voet, die 15 ampère dragen, hebben vermogensdalingen van 22,5, 36 en 56,25 watt voor respectievelijk de 10, 12 en 14 gauge kabels. Deze stroom verhit de kabel en de spanningsdaling vermindert de beschikbare spanning voor de belasting. Een spanningsval van 3,6 tot 6 volt geeft een acceptabel vermogensverlies voor een 120-volt circuit. De AWG 14-gauge kabel is grenslijn, zoals blijkt uit het vermogensverlies dat meer is dan dat van een 40-watt gloeilamp.