Как рассчитать падение напряжения на участке цепи постоянного тока

Как рассчитать падение напряжения по длине кабеля по формуле и таблице

При известной мощности потребителей и силе тока напряжение высчитывается по формуле U=P/I, где P — мощность в Ваттах, а I — сила тока в Амперах.

При расчётах в цепях переменного тока используется формула иного вида: U=(P/I)*cosφ, где cosφ — коэффициент мощности, зависит от характера нагрузки.

При использовании приборов с активной нагрузкой (лампы накаливания, приборы с нагревательными спиралями и элементами) коэффициент приближается к единице. При расчётах учитывается возможность наличия реактивного компонента при работе устройств и значение cosφ считается равным 0,95. При использовании устройств с реактивной составляющей (электрические двигатели, трансформаторы) принято считать cosφ равным 0,8.

Для проверки расчётов рекомендуется сравнивать результат со стандартным напряжением, которое равняется 220 Вольт для однофазной сети и 380 Вольт — для трёхфазной.

Через работу и заряд

Методика расчёта используется в лабораторных задачах и на практике не применяется.

Формула имеет аналогичный закону Ома вид: U=A/q, где A — выполненная работа по перемещению заряда в Джоулях, а q — прошедший заряд, измеренный в Кулонах.

Расчёт сопротивления

При работе проводник создает препятствие течению электрического тока, которое называется сопротивлением. При электротехнических расчетах применяется понятие удельного сопротивления, которое измеряется в Ом*м.

Значение	Формула
Расчет сопротивления одного элемента	R=U/I, где U — напряжение в Вольтах, а I — сила тока в Амперах
Расчет для однородного проводника	R=(ρl)/S, где ρ — значение удельного сопротивления (Омм, берётся из таблиц значений), l — длина отрезка проводника (метры), а S — площадь поперечного сечения (м2)

Последовательное подключение

При последовательном соединении выход элемента связан со входом следующего. Общее сопротивление находится при помощи расчётной формулы: R=R1+R2+…+Rn, где R=R1+R2+…+Rn — значения сопротивления элементов в Омах.

Параллельное подключение

Параллельным называется соединение, при котором оба вывода одного элемента цепи соединены с соответствующими контактами другого. Для параллельного подключения характерно одинаковое напряжение на элементах. Ток на каждом элементе будет пропорционален сопротивлению.

Общее сопротивление высчитывается по формуле: 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn.

В реальных схемах электропроводки применяется смешанное соединение. Для расчёта сопротивления следует упростить схему, просуммировав сопротивления в каждой последовательной цепи. Затем схему уменьшают путём расчёта отдельных участков параллельного соединения.

Потери напряжения

Потеря напряжения представляет собой расход электрической энергии на преодоление сопротивления и нагревание проводов.

Падение напряжения происходит при работе различных электронных компонентов, например, диодов. Складывается оно из суммы порогового напряжения p-n перехода и проходящего через диод тока, умноженного на сопротивление.

При прохождении тока через резистор также наблюдается падение напряжения. Этот эффект используется для снижения напряжения на отдельных участках цепей. Например, для использования приборов рассчитанных на низкое напряжение в цепях с высоким значением напряжения.

Последовательное включение сопротивления

На схеме приведен пример последовательного включения резистора, который вызывает падение напряжения на лампе с 12 до 7 Вольт. На этом принципе построены регуляторы интенсивности освещения (диммеры).

При эксплуатации проводки с длиной до 10 метров потерями напряжения можно пренебречь.

Потеря напряжения на резисторе и способы замера показаны в видео от канала «Радиолюбитель TV».

К чему приводит потеря напряжения

Потери напряжения в кабельной системе являются причинами ряда негативных явлений:

неполноценная и некорректная работа потребителей;
повреждение и выход из строя оборудования;
понижение мощности и крутящего момента электродвигателей (особенно заметное в момент пуска);
неравномерное распределение тока между потребителями на начальном участке и в конце цепи;
из-за работы ламп на неполном накале происходит неполное использование мощности тока, что ведет к потерям электроэнергии.

От чего зависит потеря

Потеря напряжения в цепях переменного и постоянного напряжения имеет зависимость от силы тока и сопротивления проводника. При увеличении указанных параметров потери напряжения возрастают. Кроме того, на потерю оказывает влияние конструкция кабелей. Плотность прижатия и степень изоляции проводников в кабеле превращают его в конденсатор, который формирует заряд с ёмкостным сопротивлением.

Потеря напряжения на диодах зависит от типа материала. При использовании германия значение лежит в пределах 0,5-0,7 вольта, на более дешевых кремниевых значение увеличивается и достигает 0,7-1,2 вольта. При этом падение не зависит от напряжения в цепи, а зависит только от силы тока.

К основным причинам потерь тока в магистралях относят:

При прохождении тока происходит нагрев проводника и дополнительное формирование ёмкостного сопротивления, являющегося частью реактивного. При возникновении реактивной нагрузки возникает эффект неполной реализации энергии, частичного отражения от нагрузки и возникновения циркулирующих паразитных токов.
При больших реактивных сопротивлениях возникают скачки напряжения и силы тока, а также дополнительный разогрев проводки.
Индуктивная мощность, возникающая при работе обмоток трансформаторов.

Ещё одной причиной падения напряжения на линиях является воровство электроэнергии.

В бытовых условиях потери напряжения зависят от ряда факторов:

затраты энергии на нагрев проводки из-за повышенного потребления;
плохой контакт на соединениях;
емкостный и индуктивный характер нагрузки;
применение устаревших потребителей.

Причины снижения напряжения изложены в видео от канала ElectronicsClub.

Допустимые значения

Значение потери напряжения относится к регламентированным значениям и нормируется несколькими правилами и инструкциями ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

Согласно правилу СП 31-110-2003 суммарное значение потери напряжения от точки ввода в здание до наиболее удалённого потребителя не должно превышать 7,5%. Правило распространяется на электрические сети с рабочим напряжением не выше 400 Вольт. Этот документ принимается в расчёт при проектировке сетей и приёмке и проверке специалистами Ростехнадзора.

Правило СП 31-110-2003 отдельно оговаривает отклонение напряжения в бытовых сетях однофазного тока, которое не должно превышать ±5% при нормальном режиме работы сети и ±10% в послеаварийном. При эксплуатации низковольтных сетей (до 50 Вольт) нормальным является отклонение в пределах ±10%.

Для учёта потерь в кабелях питающей сети применяется инструкция РД 34.20.185-94, которая допускает потери не более 6% при напряжении 10 кВ и не более 4-6% при напряжении 380 Вольт. При этом меньшее значение относится к зданиям с большими потерями во внутридомовой проводке (например, многоэтажные жилые дома с большим количеством подъездов или секций). Большее значение принимается для зданий с малыми внутренними потерями (малоэтажная застройка или многоэтажки с одним или двумя подъездами).

Для одновременного исполнения требований СП 31-110-2003 и РД 34.20.185-94 приходится добиваться снижения потери напряжения до нормы 1,5% (малоэтажные здания) или 2,5% (многоэтажки). При расчёте должны учитываться данные о кабелях, начиная от подстанции и заканчивая подключением к распределительному щиту. На падение напряжения оказывает влияние сечение и материал жил, длина проводки, состояние изоляции.

С начала 2013 года вступил в силу новый стандарт ГОСТ Р 50571.5.52-2011, среди прочего регламентирующий и падение напряжения на сетях до 0,4 кВ. В документе указано, что падение не должно превышать 3% для цепей освещения и 5% для других потребителей. В случае длины проводки более 100 метров падение напряжения может корректироваться на значение 0,005% на каждый метр превышения. При этом максимальный параметр корректировки не может превышать 0,5%.

В документе не указывается, на какую проводку распространяются потери — от распределительного щита до самого удалённого потребителя или от подстанции до конечного светильника. При расчёте сетей стандарт трактуют как касающийся падения напряжения от щита до наиболее удалённой лампы (иначе он полностью противоречит действующим СП 31-110-2003 и РД 34.20.185-94).

На основании описанной выше документации проектировщики стараются добиться падения напряжения внутри здания не более 3% при потере на участке от подстанции до распределительного щита не более 4,5%. Это правило применяется для цепей с напряжением 220В и 380В.

Формулы

Одним из основных параметров для расчёта падения является удельное сопротивление.

Для выполнения проводки от подстанции к распределительному щиту и далее по зданию применяется медный или алюминиевый провод, которые имеют удельные сопротивления:

0,0175 Ом*мм2/м для меди;
0,0280 Ом*мм2/м для алюминия.

Рассчитать падение для цепи постоянного тока 12В возможно по формулам:

для определения номинального тока, который будет проходить через проводник: I=P/U, где P — передаваемая мощность (Ватт), а U — номинальное напряжение (Вольт);
для определения сопротивления: R=(2*ρ*L)/s, где ρ — удельное сопротивление проводника, s — сечение провода (мм2), а L — длина линии (мм);
потеря напряжения в проводе равна: ΔU=(2*I*L)/(γ*s), где L — длина линии (мм), γ — величина, обратная удельному сопротивлению, а s — сечение провода (мм2);
по формуле s=(2*I*L)/(γ*ΔU) можно рассчитывать необходимое сечение провода по требуемой нагрузке или производить проверочный расчёт потери.

По известному сечению можно по формулам или таблицам определить диаметр провода, который затем сравнивается с реальным значением.

Падение напряжения на длинных участках сетей однофазного тока можно посчитать по формулам:

I — номинальный ток, А;
R — сопротивление, Ом;
U — номинальное напряжение, В;
s — площадь сечения, мм2;
L — длина линии, мм;
Р — мощность, Вт;
cosφ — коэффициент мощности;
γ — величина, обратная удельному сопротивлению

Как определить потерю напряжения

В сетях с напряжением до 220в потери можно определить при помощи вольтметра.

Произвести замер в начале цепи.
Выполнить замер напряжения на самом удаленном участке.
Высчитать разницу и сравнить с нормативным значением. При большом падении рекомендуется провести проверку состояния проводки и заменить провода на изделия с меньшим сечением и сопротивлением.

Вторым способом является расчет по формулам.

Примеры расчётов

Базовым способом расчёта потери мощности может служить онлайн-калькулятор, который проводит расчёты по исходным данным (длина, сечение, нагрузка, напряжение и число фаз).

Образец калькулятора для расчёта потерь

Примером расчёта по формулам для жилого дома может служить задача определения падения напряжения в отдельно взятом помещении. Максимальная расчётная мощность составляет 4 кВт при токе 16 А, проводка выполнена из алюминиевой жилы с сечением 1,5 квадрата и имеет длину 40 метров.

Падение составит: U=(р*L*2)/(s*I)=0.028*40*2/1,5*16=9,33 В. Напряжение с учетом потери составит 220-9,33=210,67 В (или 4,2%). Значение находится на пределе допуска, есть риск работы потребителей с неполной мощностью (особенно в случае просадки основного напряжения 220 В).

При более детальном и точном расчёте необходимо учитывать реактивную и активную составляющие сопротивления и передаваемую мощность. Примером сложного расчёта может служить магистральная линия, выполненная с использованием четырехжильного кабеля СИП. К магистрали подключены четыре ответвления, к которым подключены дачные домики. Коэффициент мощности нагрузки принят как 0,98. Основной кабель СИП2 имеет четыре жилы по 50 мм2, кабель СИП4 для подключения дома имеет две жилы по 16 мм2. Расстояния указаны на схеме.

Для расчёта необходимо:

Определить погонные сопротивления проводки СИП2 по справочнику: Rпог=0,641·10-3 Ом/м. Xпог=0,0794·10-3 Ом/м.
Выяснить аналогичные значения для СИП4: Rпог=1,91·10-3 Ом/м. Xпог=0,0754·10-3 Ом/м
Для трёхфазного участка расчёт ведется по формуле: ΔU=((L*(P*Rпог+Q*Xпог))/U2)*100.
Для однофазных ответвлений: ΔU=((2*L*(P*Rпог+Q*Xпог))/U2)*100, где P и Q – расчётная активная мощность линии (Вт), L – длина участка линии (м), Rпог (Xпог) – погонное сопротивление провода (Ом/м), U – номинальное фазное напряжение сети (В).

Поскольку значение Q*Xпог на порядок меньше, чем P·Rпог, то в расчётах им пренебрегают и упрощают формулу до вида: ΔU=((L*P*Rпог)/U2)*100 и ΔU=((2*L*P*Rпог)/U2)*100.

Расчётную мощность на каждом участке определяют по табличным значениям из СП 31-110-2003. При расчётах количества потребителей на промежуточных участках необходимо суммировать их число на ответвлении в конце участка и на следующем.

В приведенном примере между узлами 1 и 2 имеется 34 потребителя энергии (дома). Поскольку в таблицах даны значения только для 24 и 40 домов, то для нашего случая значение вычисляется по линейному графику: Р34=Р24-((34-24)/(40-24))*(Р24-Р40)=0,9-((34-24/(40-24))*(0,9-0,76)=0,81 кВт/дом.

По полученному значению мощности ведется расчёт потери напряжения на каждом участке.

Таблица с частыми значениями

Существуют таблицы для определения потери напряжения (процентов при передаче одного киловатта на один километр) в зависимости от материала жилы, сечения и коэффициента реактивной мощности.

Ниже приведен пример таблицы для магистрального алюминиевого провода в трёхфазной линии передач.

Сечение, мм2	1,02	0,88	0,75	0,62	0,53	0,48	0,36	0,28
16	1,62	1,58	1,55	1,52	1,50	1,49	1,46	1,44
25	1,13	1,10	1,07	1,03	1,02	1,00	0,97	0,96
35	0,87	0,84	0,81	0,78	0,76	0,75	0,72	0,70

По таблице видно, что по мере падения коэффициента реактивной мощности происходит снижение потери. Дополнительно снижает потерю увеличение сечения проводника.

Другой вариант таблицы для однофазной и трёхфазной сетей для электродвигателей и освещения.

Сечение, мм2	Сечение, мм2	Питание 1 фаза в установившемся режиме	Питание 1 фаза в момент пуска	Освещение 1 фаза	Питание 3 фазы в установившемся режиме	Питание 3 фазы в момент пуска	Освещение 3 фазы
Медь	Алюминий	Косинус 0,8	Косинус 0,35	Косинус 1,0	Косинус 0,8	Косинус 0,35	Косинус 1,0
1,5	—	24,0	10,6	30,0	20,0	9,4	25,0
2,5	—	14,4	6,4	18,0	12,0	5,7	15,0
4,0	—	9,1	4,1	11,2	8,0	3,6	9,5
10,0	16,0	3,7	1,7	4,5	3,2	1,5	3,6
16,0	25,0	2,36	1,15	2,8	2,05	1,0	2,4
25,0	35,0	1,5	0,75	1,8	1,3	0,65	1,5
50,0	70,0	0,86	0,47	0,95	0,75	0,41	0,77

Например, трёхфазный двигатель работает при токе 100 А и напряжении 400 В, но в момент пуска потребляет до 500 А. При различных условиях работы косинус φ будет составлять 0,8 или 0,35. Для питания двигателя проложен провод длиной 50 метров с сечением 35 квадратов. При нормальных условиях на трёхфазной сети потери составляют один вольт на километр проводки (из таблицы).

В нашем случае потеря составит 1в*0,05км*100а=5 вольт. В момент пуска на щите наблюдается просадка напряжения в пределах 10 в. Таким образом суммарное падение достигнет 15 вольт, что составляет 3,75%. Значение лежит в пределах допуска ПУЭ и такая цепь применима к эксплуатации.

Выбор кабеля

Для выбора кабеля по нагреву и падению напряжения можно применять готовые онлайн-калькуляторы.

Один из калькуляторов

Возможен способ расчёта по формулам, но он применяется при проектировании проводки для крупных жилых домов и промышленных помещений.

Видео

Ролик, предоставленный автором Сергеем Сощенко, демонстрирует замер падения напряжения тестовым прибором.

Закон Ома для участка цепи

З а к о н О м а — э т о ф у н д а м е н т а л ь н ы й з а к о н э л е к т р о т е х н и к и , п оз в ол я ю щ и й п о н и м а т ь и п р о с ч и т ы в а т ь з а в и с и м о с т ь т ок а , н а п р я ж е н и я и с оп р о т и в л е н и я в э л е к т р и ч е с к и х ц е п я х .

З а к о н О м а м ож н о и с п ол ь з ов а т ь д л я в ы ч и с л е н и я л ю б ой и з и с к ом ы х в е л и ч и н , е с л и у ч е с т ь д в а о с т а в ш и х с я . Д л я э т ог о м ож н о и с п ол ь з ов а т ь т р е у г ол ь н и к О м а , г д е з а к р ы т а я в е л и ч и н а о п р е д е л я е т с я д в у м я д р у г и м и .

З а к о н О м а — о с н ов н о й закон в м и р е э л е к т р о т е х н и к и и е г о н е об х од и м о з н а т ь и у м е л о п р и м е н я т ь д л я р е ш е н и я п р а к т и ч е с к и х з а д а ч .

В этой статье мы рассмотрим закон Ома для участка цепи и расскажем, как использовать его для расчета параметров цепи.

Основным законом электротехники, при помощи которого можно изучать и рассчитывать электрические цепи, является закон Ома, устанавливающий соотношение между током, напряжением и сопротивлением. Необходимо отчетливо понимать его сущность и уметь правильно пользоваться им при решении практических задач. Часто в электротехнике допускаются ошибки из-за неумения правильно применить закон Ома.

Электрические сопротивления

Закон Ома для участка цепи гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Если увеличить в несколько раз напряжение, действующее в электрической цепи, то ток в этой цепи увеличится во столько же раз. А если увеличить в несколько раз сопротивление цепи, то ток во столько же раз уменьшится. Подобно этому водяной поток в трубе тем больше, чем сильнее давление и чем меньше сопротивление, которое оказывает труба движению воды.

В популярной форме этот закон можно сформулировать следующим образом: чем выше напряжение при одном и том же сопротивлении, тем выше сила тока и в то же время чем выше сопротивление при одном и том же напряжении, тем ниже сила тока.

Чтобы выразить закон Ома математически наиболее просто, считают, что сопротивление проводника, в котором при напряжении 1 В проходит ток 1 А, равно 1 Ом.

Ток в амперах можно всегда определить, если разделить напряжение в вольтах на сопротивление в омах. Поэтому закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой:

Закон Ома для участка цепи

Магический треугольник

Любой участок или элемент электрической цепи можно охарактеризовать при помощи трёх характеристик: тока, напряжения и сопротивления.

Как использовать треугольник Ома: закрываем искомую величину — два других символа дадут формулу для её вычисления. Кстати, законом Ома называется только одна формула из треугольника – та, которая отражает зависимость тока от напряжения и сопротивления. Две другие формулы, хотя и являются её следствием, физического смысла не имеют.

Расчеты, выполняемые с помощью закона Ома для участка цепи, будут правильны в том случае, когда напряжение выражено в вольтах, сопротивление в омах и ток в амперах. Если используются кратные единицы измерений этих величин (например, миллиампер, милливольт, мегаом и т. д.), то их следует перевести соответственно в амперы, вольты и омы. Чтобы подчеркнуть это, иногда формулу закона Ома для участка цепи пишут так:

Можно также рассчитывать ток в миллиамперах и микроамперах, при этом напряжение должно быть выражено в вольтах, а сопротивление — в килоомах и мегаомах соответственно.

Пояснения к закону Ома

Сопротивление в электрической цепи

Открытие закона Ома

Георг Симон Ом был немецким физиком, жившим с 1789 по 1854 год. После школы он начал преподавать математику и физику, но все больше интересовался исследованиями в области электричества. В 1827 году он выступил с очень смелым заявлением о том, что ток, проходящий через электрическую цепь, прямо пропорционален напряжению.

Как связаны электрический ток, сопротивление и напряжение? Соотношения между этими величинами сегодня кажутся самоочевидными, но во времена их первооткрывателя Георга Ома доказать их было совсем не просто.

Коллеги-ученые с самого начала смеялись над этим просто сформулированным законом. Даже премия полученная Омом от Королевского общества в Лондоне в 1841 году не развеяла сомнений, хотя и принесла ее обладателю большую известность.

Георг Симон Ом

Георг Симон Ом (1789 — 1854)

Споры о справедливости закона Ома продолжались десятилетия после его смерти. Лишь через пятьдесят лет после публикации открытия закон Ома был окончательно подтвержден научной комиссией.

В 1881 году Международный физический конгресс в Париже решил, что единица электрического сопротивления будет называться омом.

Другие статьи про электричество в простом и доступном изложении:

Примеры применения закона Ома

Закон Ома справедлив для любого участка цепи. Если требуется определить ток в данном участке цепи, то необходимо напряжение, действующее на этом участке (рис. 1), разделить на сопротивление именно этого участка.

Применение закона Ома для участка цепи

Рис 1. Применение закона Ома для участка цепи

Приведем пример расчета тока по закону Ома . Пусть требуется определить ток в лампе, имеющей сопротивление 2,5 Ом, если напряжение, приложенное к лампе, составляет 5 В. Разделив 5 В на 2,5 Ом, получим значение тока, равное 2 А. Во втором примере определим ток, который будет протекать под действием напряжения 500 В в цепи, сопротивление которой равно 0,5 МОм. Для этого выразим сопротивление в омах. Разделив 500 В на 500 000 Ом, найдем значение тока в цепи, которое равно 0,001 А или 1 мА.

Часто, зная ток и сопротивление, определяют с помощью закона Ома напряжение. Запишем формулу для определения напряжения

Из этой формулы видно, что напряжение на концах данного участка цепи прямо пропорционально току и сопротивлению . Смысл этой зависимости понять нетрудно. Если не изменять сопротивление участка цепи, то увеличить ток можно только путем увеличения напряжения. Значит при постоянном сопротивлении большему току соответствует большее напряжение. Если же надо получить один и тот же ток при различных сопротивлениях, то при большем сопротивлении должно быть соответственно большее напряжение.

Напряжение на участке цепи часто называют падением напряжения . Это нередко приводит к недоразумению. Многие думают, что падение напряжения есть какое-то потерянное ненужное напряжение. В действительности же понятия напряжение и падение напряжения равнозначны. Потери и падение напряжения — в чем различие?

Падение напряжения — постепенное падение потенциала вдоль цепи, по которой течет ток, обусловленное тем, что цепь обладает активным сопротивлением. По закону Ома падение напряжения в каком-либо участке цепи U равно произведению сопротивления этого участка цепи R на силу тока в нем I , т. е. U — RI. Таким образом, чем больше сопротивление участка цепи, тем больше падение напряжения в этом участке цепи при данной силе тока.

Расчет напряжения с помощью закона Ома можно показать на следующем примере. Пусть через участок цепи с сопротивлением 10 кОм проходит ток 5 мА и требуется определить напряжение на этом участке.

Умножив I = 0,005 А на R — 10 000 Ом, получим напряжение,равное 5 0 В. Можно было бы получить тот же результат, умножив 5 мА на 10 кОм: U = 50 В

В электронных устройствах ток обычно выражается в миллиамперах, а сопротивление — в килоомах. Поэтому удобно в расчетах по закону Ома применять именно эти единицы измерений.

По закону Ома рассчитывается также сопротивление, если известно напряжение и ток. Формула для этого случая пишется следующим образом: R = U/I.

Сопротивление всегда представляет собой отношение напряжения к току. Если напряжение увеличить или уменьшить в несколько раз, то ток увеличится или уменьшится в такое же число раз. Отношение напряжения к току, равное сопротивлению, остается неизменным.

Не следует понимать формулу для определения сопротивления в том смысле, что сопротивление данного проводника зависит оттока и напряжения. Известно, что оно зависит от длины, площади сечения и материала проводника. По внешнему виду формула для определения сопротивления напоминает формулу для расчета тока, но между ними имеется принципиальная разница.

Ток в данном участке цепи действительно зависит от напряжения и сопротивления и изменяется при их изменении. А сопротивление данного участка цепи является величиной постоянной, не зависящей от изменения напряжения и тока, но равной отношению этих величин.

Когда один и тот же ток проходит в двух участках цепи, а напряжения, приложенные к ним, различны, то ясно, что участок, к которому приложено большее напряжение, имеет соответственно большее сопротивление.

А если под действием одного и того же напряжения в двух разных участках цепи проходит различный ток, то меньший ток всегда будет на том участке, который имеет большее сопротивление. Все это вытекает из основной формулировки закона Ома для участка цепи, т. е. из того, что ток тем больше, чем больше напряжение и чем меньше сопротивление.

Расчет сопротивления с помощью закона Ома для участка цепи покажем на следующем примере. Пусть требуется найти сопротивление участка, через который при напряжении 40 В проходит ток 50 мА. Выразив ток в амперах, получим I = 0,05 А. Разделим 40 на 0,05 и найдем, что сопротивление составляет 800 Ом.

Закон Ома можно наглядно представить в виде так называемой вольт-амперной характеристики . Как известно, прямая пропорциональная зависимость между двумя величинами представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Такую зависимость принято называть линейной .

На рис. 2 показан в качестве примера график закона Ома для участка цепи с сопротивлением 100 Ом. По горизонтальной оси отложено напряжение в вольтах, а по вертикальной оси — ток в амперах. Масштаб тока и напряжения может быть выбран каким угодно. Прямая линия проведена так, что для любой ее точки отношение напряжения к току равно 100 Ом. Например, если U = 50 В, то I = 0,5 А и R = 50 : 0,5 = 100 Ом.

Закон Ома (вольт-амперная характеристика)

Рис. 2 . Закон Ома (вольт-амперная характеристика)

График закона Ома для отрицательных значений тока и напряжения имеет такой же вид. Это говорит о том, что ток в цепи проходит одинаково в обоих направлениях. Чем больше сопротивление, тем меньше получается ток при данном напряжении и тем более полого идет прямая.

Приборы, у которых вольт-амперная характеристика является прямой линией, проходящей через начало координат, т. е. сопротивление остается постоянным при изменении напряжения или тока, называются линейными приборами . Применяют также термины линейные цепи, линейные сопротивления.

Существуют также приборы, у которых сопротивление изменяется при изменении напряжения или тока. Тогда зависимость между током и напряжением выражается не по закону Ома, а более сложно. Для таких приборов вольт-амперная характеристика не будет прямой линией, проходящей через начало координат, а является либо кривой, либо ломаной линией. Эти приборы называются нелинейными .

Кроме закона Ома для участка цепи также существует обобщенный закон Ома (закон для полной цепи) определяет связь между основными электрическими величинами на участке цепи постоянного тока, содержащего резистор и идеальный источник ЭДС: Закон Ома для полной цепи

Мнемоническая диаграмма для закона Ома

Что нужно знать о законе Ома для контрольной или экзамена?

Все проводники оказывают некоторое сопротивление прохождению электрического тока. Тогда конкретное сопротивление зависит от нескольких факторов. Решающее значение имеет материал, из которого изготовлен проводник, а также его длина и толщина (соответственно величина площади перпендикулярного сечения).

Важно знать, что электрический ток, напряжение и сопротивление являются тесно связанными величинами. Закон Ома гласит, что электрический ток (I) прямо пропорционален напряжению (U) в электрической цепи с постоянным сопротивлением (R). Следовательно, электрическое сопротивление можно понимать как константу пропорциональности между током и напряжением.

Связь между электрическим током, напряжением и сопротивлением в простой электрической цепи была открыта немецким физиком Георгом Симоном Омом в 1826 году.
Закон Ома гласит, что электрический ток в цепи прямо пропорционален электрическому напряжению.
Единицей электрического тока является Ампер [А].
Электрический ток – это упорядоченное движение электрически заряженных частиц. Его можно измерить амперметром.
Единицей электрического сопротивления является Ом [Ом].
Электрическое сопротивление — это величина, выражающая способность проводника проводить электрический ток.
1 Ом — это значение электрического сопротивления, при котором создается падение 1 В при токе 1 А.
Единицей электрического напряжения в системе СИ является 1 вольт [В].
В разветвленной электрической цепи резисторы соединены рядом друг с другом. Когда электрический ток, протекающий через резистор, увеличивается вдвое, его электрическое сопротивление не изменяется.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Как рассчитать падение напряжения на участке цепи постоянного тока

Электрический ток возникает, когда под воздействием электрического поля Е в проводящей среде происходит слаженное, однонаправленное перемещение заряженных частиц (чаще всего электронов). Электроны приобретают дополнительную энергию, то есть совершается работа. Для вычисления величины данной работы была введена физическая величина — электрическое напряжение U.

Под термином падение напряжения понимают снижение напряжения вдоль проводника, которое обусловлено наличием сопротивления проводника. Другое определение величины падения напряжения связано с характеристикой электростатического поля, называемой электростатическим потенциалом φ.

Что означает падение напряжения

Сила воздействия поля на заряды добавляет им порцию энергии, то есть производится работа. Частное от деления работы А, произведённой полем по перемещению заряженной частицы из начальной точки в конечную, к количеству заряда q и есть электрическое напряжение U между данными точками:

Из формулы следует, что электрическое напряжение — это работа по передвижению заряда размером в 1 кулон из начальной точки в конечную. Воспользовавшись предыдущей формулой, можно получить формулу для вычисления произведённой работы:

Потенциал

Силовой характеристикой поля Е является его напряжённость. Понятие потенциала было введено для количественной характеристики энергетических способностей поля. Потенциал поля — это потенциальная энергия W_p заряда, делённая на его величину:

Тогда напряжение U равно:

Таким образом, напряжение — это разность потенциалов.

От уменьшения потенциала к падению напряжения

По мере протекания тока по цепи происходит изменение электрического потенциала в меньшую сторону и, как следствие, уменьшение напряжения, которое определяется термином «падение напряжения» (от англ. voltage drop). Для того чтобы падение напряжения на потребителях электроэнергии (элементах схем, бытовых приборах, электродвигателях и т.д.) было в пределах, обеспечивающих нормальную работу, необходимо минимизировать потери напряжения на сопротивлении источника, соединительных проводов, контактов и разъёмов, на которых бесполезно рассеивается энергия заряженных частиц.

Как рассчитать

Оценки и точные расчёты величины падения напряжения основаны на фундаментальном физическом законе Ома, названным в честь немецкого исследователя Георга Ома, открывшего этот закон в 1826 г.

Рис.1. Георг Симон Ом (1789-1854)

На основании серии многочисленных экспериментов, измеряя зависимость величины тока через различные проводники от прикладываемого напряжения, исследователь получил следующую математическую формулу:

I — ток в цепи (измеряется в амперах, А);
U — падение напряжения (измеряется в вольтах, В);
R — сопротивление, единицей измерения которого является Ом, названная также в честь немецкого первооткрывателя.

Таким образом, значение силы тока I в электрической цепи находится в прямой пропорциональной зависимости от величины U и в обратной пропорциональной зависимости от величины сопротивления R. Формула является базовой для расчёта падения напряжения, при этом в зависимости от имеющихся справочных или измерительных данных могут быть два варианта вычислений.

Через силу тока и сопротивление

Воспользовавшись формулой выше, можно получить следующее выражение:

То есть, зная величину протекающего тока, которая может быть измерена прибором (амперметром), и величину сопротивления, получаем искомое значение U с помощью умножения величины тока I на значение сопротивления R. Если значение R заранее неизвестно, то основная формула, применяемая для вычисления R, выглядит следующим образом:

L — длина проводника, м;
S — площадь поперечного сечения, м 2 ;
ρ — удельное сопротивление.

Длина и площадь легко измеряются доступными средствами. Величины удельных сопротивлений всех электротехнических материалов давно измерены, сведены в таблицы и находятся в открытом доступе. Величина ρ равна сопротивлению проводника длиной 1 м, имеющего площадь поперечного сечения 1 м 2 .

Через мощность и силу тока

Второй вариант вычисления основан на формуле, связывающей мощность P электрической энергии, выделяемой на нагрузке, с током I и падением напряжения U:

Формула является следствием закона Джоуля-Ленца, открытого почти одновременно двумя физиками (английским и русским) в 1841 г.

Рис. 2. Д.П. Джоуль и Э.Х. Ленц

Было замечено, что протекание тока через нагрузку всегда сопровождается выделением тепла Q. Исследователям удалось установить функциональную связь между количеством выделяемого тепла Q и другими измеряемыми (или вычисляемыми) величинами, выраженную формулой:

I — ток, А;
R — сопротивление, Ом;
t — время измерения, с;
Q — количество тепла, Дж.

Мощность P, по определению — это энергия, в данном случае Q, выделяемая в единицу времени. То есть, поделив обе части уравнения на время t, получим выражение для мощности P:

Воспользовавшись формулой, получаем выражение для P:

Следовательно, зная ток, протекающий через нагрузку и потребляемую ей мощность, можем рассчитать падение напряжения:

Формула верна для случая цепей постоянного тока. Для расчётов цепей переменного напряжения и тока справедлива следующая формула:

В данном случае буквой φ обозначается коэффициент мощности, значение которого определяется свойствами нагрузки. Для электроприборов, имеющих исключительно активную нагрузку (нагревательные элементы, лампы накаливания), коэффициент cos φ практически равен единице. Для учёта возможной реактивной составляющей при работе таких устройств хорошим приближением считается значение cos φ равное 0,95. Для электрооборудования с существенным присутствием реактивной компоненты (трансформаторы, электродвигатели, конденсаторы) cos φ принимается равным 0,8.

К чему приводит потеря напряжения

В силу различных причин, входное напряжение, подающееся для энергоёмких потребителей (здания, промышленные объекты), может быть ниже установленных нормативов. Например, падение по длине кабеля обусловлено протеканием больших токов, вызывающих рост сопротивления. Потери возрастают на протяжённых линиях электропередач. При отклонении входных напряжений ниже установленных нормативов возможны следующие негативные последствия:

Возможны сбои в работе промышленных установок и осветительного оборудования.
При низких значениях входного напряжения возникает большая вероятность выхода из строя электроприборов.
Падает вращающий момент, необходимый для запуска компрессорной техники и электродвигателей.
Возникает нежелательный дисбаланс в токовой нагрузке в начале линии и на её конце.
Осветительное оборудование начинает функционировать «вполнакала», что не допускается нормами СанПиНа и требованиями техники безопасности.
Деформируются выходные характеристики и режимы эксплуатации электрических приборов. Типичным примером является возрастание времени, требуемого для нагрева воды бойлером.
Резко повышается вероятность спонтанных сбоев в работе электроники.

От чего зависит

Потери электроэнергии, связанные с её транспортировкой по проводам, неизбежны в силу вышеизложенных физических причин. Основная причина связана с падением напряжения на сопротивлении проводов. Из закона Ома следует, что чем выше сопротивление провода, тем больше на нём падение напряжения (потери). Для низковольтных сетей с параметрами 220-380 В потери минимизируются с помощью выбора кабеля, имеющего оптимальную площадь сечения.

Из формулы следует, что сопротивление падает при увеличении площади сечения и, наоборот, растёт при увеличении длины провода. Очевидно также, что чем меньше удельное сопротивление металла, из которого изготовлен провод, тем меньше R. Всегда предпочтительнее выбор провода с медной жилой по сравнению с алюминиевой, т.к. ρ_меди = 0,0175 Ом*мм 2 /м, в то время как ρ_{алюминия} = 0,028 Ом*мм 2 /м. Следует учитывать, что вариант использования медного провода дороже алюминиевого. Подводя итог этого раздела, можно сказать, что для уменьшения потерь электроэнергии следует:

Оптимизировать длину прокладываемых проводов — убрать «всё лишнее».
По возможности использовать провода с медной жилой.
Рассчитать оптимальное сечение используемого провода при максимально допустимой нагрузке.

Допустимые значения

Основным документом, устанавливающим рамки допустимых отклонений, является ГОСТ 29322-2014 «Межгосударственный стандарт. Напряжения стандартные». ГОСТ устанавливает понятия краткосрочного и длительного допустимого отклонения.

В соответствии с данным документом краткосрочно допустимы отклонения на 10% как в большую, так и в меньшую сторону. Например, для типичного напряжения 220 В значения в диапазоне 207-253 В на короткое время считаются допустимыми. Длительное допустимое отклонение должно быть не более 5%. Для 220 В диапазон сужается до 218-242 В.

При выходе напряжения из допустимых границ следует действовать следующим образом:

Обратиться с заявлением в энергосбытовую или управляющую компанию.
Присутствовать при проведении контрольных замеров, подтверждающих факт недопустимых отклонений.
Зафиксировать проведённые замеры и причину недопустимых отклонений.
При длительном бюрократическом пути решения данной проблемы самостоятельно задача решается путем установки за свой счёт необходимого количества источников бесперебойного питания.

Как понизить напряжение с помощью резистора

При использовании серийных источников питания в виде аккумуляторов или батарей часто возникает необходимость в понижении этого напряжения до значения, которое обеспечивает нормальную работоспособность схемы или устройства. Проще всего такие задачи решаются с помощью резисторов, выполняющих роль делителя напряжения. Типичная схема такого делителя приведена на Рис.3.

Рис.3. Принципиальная схема делителя напряжения (GND – «земля»)

Напряжение от источника U₀ = +5 В подаётся на два последовательно подключённых резистора R₁ и R₂. При последовательном соединении через оба резистора протекает одинаковый ток I, следовательно, согласно закону Ома, падение напряжение на каждом резисторе будет составлять:

Формулы отражают суть делителя напряжения, а на Рис.3 показаны три варианта такого делителя.

Заключение

Падение напряжения, связанное с потерями электрической энергии, присутствует во всех электрических цепях и сетях. Минимизации этих потерь можно добиться правильным выбором проводов (материал жилы, длина и сечение), по которым идет трансфер электроэнергии. Допустимые отклонения напряжения регулируются нормативными документами.

Как рассчитать падение напряжения на резисторах?

Познавательное

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:

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:

Как рассчитать падение напряжения на резисторах?

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:

Как рассчитать падение напряжения на резисторах?

Параллельная цепь

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:

Рассчитайте общее сопротивление, сложив отдельные значения R.
Рассчитайте ток в цепи, который одинаков для каждого резистора, поскольку в цепи только один проводник.
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?

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?

Как рассчитать падение напряжения на резисторах?

Схема для решения задачи на паралельно подключенное сопротивление

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.

Инженер по телевизионному оборудованию Электрика и электроника, это не только моё хобби, но и работа

Как рассчитать сопротивление резистора для понижения тока

Электрический ток, проходя по цепи, испытывает сопротивление, которое может изменяться под воздействием разнообразных условий внешней среды (экстремально низкие температуры или нагрев) и может зависеть от характеристик конкретного проводника. Например, чем тоньше проводник или длиннее – тем оно выше.

На значение его величины влияют следующие факторы:

сила тока;
длина проводящих частей;
напряжение;
материал проводниковых элементов;
нагрев (температура);
площадь поперечного сечения.

Резисторы можно разделить на постоянные, переменные и подстроечные. Главное их отличие друг от друга – возможность изменения показателя сопротивления. Чаще всего встречаются постоянные резисторы – данный показатель в них нельзя изменить, поэтому они и получили такое название. Переменные отличаются тем, что величину сопротивления в них можно настраивать. В подстроечном резисторе её также можно изменять, но отличие данной разновидности в том, что он не рассчитан на частое изменение параметра. Подстроечные резисторы выполняются в более компактном корпусе по сравнению с переменными.

Чтобы вычислить падение напряжения на резисторе, нужно помнить, что снижение нагрузки, приложенной ко всей цепи (то есть, напряжения, подключённого к контуру) может быть получено как для всего контура, так и для любого элемента цепи. Напряжение понижается за счёт сопротивления, которым обладают проводники.

Падение напряжения на резисторе зависит от силы проходящего тока и характеристик проводников. Температура и показатели тока также имеют значение. Например, напряжение, измеренное вольтметром на лампочке, подключённой к сети 220 В, будет немного ниже за счёт сопротивления, которым обладает лампочка.

Источники питания имеют разную величину напряжения. Это значение может превышать то, которое бывает необходимо на выходе. Чтобы нагрузка, которую требуется запитать, не сгорела, часто возникает необходимость в понижении вольтажа, в том числе с помощью резисторов.

Сравнительная таблица напряжений

Источник питания	Напряжение
NiCd аккумулятор	1,2 В
Литий-железо-фосфатный аккумулятор	3,3 В
Батарея типа «Крона»	9 В
Автомобильный аккумулятор	12 В
Аккумулятор для грузовых автомобилей	24 В

В этом случае резистор должен уменьшить протекающий по цепи ток. При этом ток не превращается в тепло, происходит именно его ограничение. То есть при включении резистора в цепь ток упадёт – в этом и состоит работа резистора, при совершении которой элемент нагревается.

В общем случае падения напряжения можно рассчитать, используя простую формулу, связывающее показатели между собой.

Но в ряде случаев, например, при параллельном подключении сопротивлений, посчитать необходимую величину уже сложнее. В этом случае по специальной формуле потребуется привести сопротивление параллельных веток к одному числу:

При необходимости также учитываются другие сопротивления, суммирующиеся с этим значением (например, сопротивление провода и источника питания).

Физическое определение

Резистор — это элемент, использующийся в электрической цепи и не требующий для своей работы источника питания. Предназначен он для трансформирования силы тока в напряжение и обратно. Кроме этого, он может преобразовывать электрическую энергию в тепловую и ограничивать величину тока. Но перед расчётом падения напряжения на резисторе желательно разобраться в сути этого процесса.

Резистор — весьма распространённый элемент, характеризующийся рядом параметров. Основными из них являются:

сопротивление;
величина рассеиваемой энергии;
рабочее напряжение;
мощность;
устойчивость к влиянию окружающей среды;
паразитная составляющая.

Пассивный электрический элемент обозначается на схеме в виде прямоугольника с двумя выводами из середины его боковых сторон. В центре фигуры может указываться мощность римскими цифрами или чёрточками. Например, вертикальная полоска обозначает выдерживаемую мощность элемента, равную 1 Вт. Перечёркнутый прямоугольник в обозначениях на схеме указывает, что такой резистор является переменным.

Резисторы могут выпускаться с постоянным и переменным сопротивлением. Разновидностью вторых являются подстроечные элементы. Отличие их от переменных заключается лишь в способе установки нужного значения.

На схемах и в технической литературе устройство обозначается латинской буквой R, рядом с которой указывается порядковый номер и его номинал в соответствии с Международной системой единиц (СИ). Например, R12 5 кОм — резистор на пять килоом, расположенный в схеме под 12 номером.

При изготовлении элемента используется резистивный слой, который может быть плёночным или объёмным. Он наносится на диэлектрическое основание, а сверху покрывается защитной плёнкой.

Значение сопротивления

Сопротивление является фундаментальной величиной в электрических процессах. Его значение неизменно связано с током и напряжением. Их общая зависимость описывается с помощью закона Ома: сила тока, возникшая на участке цепи, прямо пропорциональна разности потенциалов между крайними точками этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. Из этого закона находится сопротивление по следующей формуле:

R — сопротивление на участке цепи, Ом.
I — сила тока, проходящая через этот участок, А.
U — разность потенциалов на узлах части схемы, В.

Фактически же сопротивление элемента определяется его физической структурой и обусловлено колебаниями атомов в кристаллической решётке. Поэтому все материалы различаются на проводники, полупроводники и диэлектрики в зависимости от способности проводить электричество.

Ток — это направленное движение носителей заряда. Для его возникновения необходимо, чтобы вещество имело свободные электроны. Если к такому физическому телу приложить электрическое поле, то перемещаемые им заряды начнутся сталкиваться с неоднородностями структуры. Эти дефекты образуются из-за различных примесей, нарушения периодичности решётки, тепловых флуктуаций. Ударяясь о них, электрон расходует энергию, которая преобразовывается в тепловую. В результате заряд теряет импульс, а величина разности потенциалов уменьшается.

Но закон Ома можно применить не для всех веществ. В электролитах, диэлектриках и полупроводниках линейная зависимость между тремя величинами наблюдается не всегда. Сопротивление таких веществ зависит от физических параметров проводника, а именно — его длины и площади поперечного сечения, при этом оно чувствительно к изменению температуры.

Эта зависимость описывается с помощью формулы R = p * l / S. То есть сопротивление прямо пропорционально длине и обратно пропорционально площади проводника. Величина p называется удельным сопротивлением и определяется типом материала. Его значение берётся из справочника.

Импеданс резистора

Закон Ома применим для идеального резистора, не обладающего паразитными сопротивлениями. Полное сопротивление (импеданс) определяется исходя из эквивалентной схемы. Точный расчёт сопротивления для понижения напряжения необходимо проводить по другим формулам. Эквивалентная схема резистора, кроме активного импеданса, содержит также ёмкостное и индуктивное сопротивление.

Первое приводит к медленному накоплению заряда, который рассеивается при изменении направления тока. Чем больше паразитная ёмкость, тем дольше она заряжается. Соответственно, чем быстрее ток изменяет своё направление, тем меньше его ёмкостное сопротивление. Второе же характеризуется магнитным полем, чье появление мешает току изменять направление, поэтому, чем быстрее ток изменяет своё движение, тем больше становится индуктивное сопротивление.

Импеданс вычисляется по формуле: I = U/Z, где Z = (R2+(Xc-Xl)2)½. Где:

R — активное значение, R = p*l/s.
Xc — ёмкостная величина, Хс = 1/w*C.
Xl — индуктивная величина, Хl = w*C.
w- циклическая частота, w = 2πƒ.

Зная полное сопротивление резистора, можно точнее рассчитать падение напряжения в нём. Но для измерения паразитных составляющих понадобится использовать узкоспециализированные приборы. В обычных расчётах сопротивление вычисляют, учитывая только его активное значение, а паразитные величины принимают за ничтожно малые.

Характеристика мощности резистора

Мощность электрического тока на участке цепи можно узнать через произведение силы тока для него и напряжения на данном участке. Формула имеет следующий вид:
P= I * U (произведение силы тока и напряжения), где

P – значение мощности (Вт).

Резистор совершает работу по снижению силы тока, при этом он выделяет тепло в окружающее пространство. Но если работа по ограничению тока очень велика и тепло вырабатывается слишком быстро, то он перегреется и может сгореть, так как не будет успевать его рассеивать. Следует учитывать этот момент, подбирая мощность резистора

Важно! Мощность резистора – это очень важный параметр, который обязательно нужно учитывать при разработке электрических схем устройств Мощность резистора характеризуется максимальной величиной силы тока, которую он может выдерживать без перегрева и не выходя из строя.

Схема делителя напряжения на резисторах

Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора. Ниже вы можете увидеть несколько схематических вариантов изображения делителя, но все они несут один и тот же функционал.

Обозначим резистор, который находится ближе к плюсу входного напряжения (Uin) как R1, а резистор находящийся ближе к минусу как R2. Падение напряжения (Uout) на резисторе R2 — это пониженное напряжение, полученное в результате применения резисторного делителя напряжения.

Как рассчитать сопротивление для понижения напряжения: формула падения на резисторе

Подбор резистора для понижения напряжения

Резистор является одним из самых распространённых элементов в электрической цепи. С его помощью ограничивается ток и изменяется напряжение. Конструируя схемы, часто может понадобится рассчитать сопротивление для понижения напряжения. Это актуально при построении делителей цифровых устройств или блоков питания, поэтому уметь выполнять такие вычисления должен каждый радиолюбитель.

Резистор — весьма распространённый элемент, характеризующийся рядом параметров. Основными из них являются:

сопротивление;
величина рассеиваемой энергии;
рабочее напряжение;
мощность;
устойчивость к влиянию окружающей среды;
паразитная составляющая.

Значение сопротивления

R — сопротивление на участке цепи, Ом.
I — сила тока, проходящая через этот участок, А.
U — разность потенциалов на узлах части схемы, В.

Импеданс резистора

Импеданс вычисляется по формуле: I = U/Z, где Z = (R2+(Xc-Xl)2)½. Где:

R — активное значение, R = p*l/s.
Xc — ёмкостная величина, Хс = 1/w*C.
Xl — индуктивная величина, Хl = w*C.
w- циклическая частота, w = 2πƒ.

Параллельное соединение

В электрических схемах на участках цепи используется как параллельное, так и последовательное соединение. Первое представляет собой цепь, в которой каждый её элемент подключён к другому обоими контактами, но при этом между собственными его выводами нет прямой электрической связи. Т. е. существует две точки (электрические узлы), к которым присоединено несколько резисторов.

При таком включении ток, проходя через узел, начинает разделяться, и через каждый элемент потечёт разное его значение. Величина тока на каждом элементе будет прямо пропорциональна сопротивлению резистора, поэтому общая проводимость на этом участке увеличится, а её импеданс уменьшится.

Формула, с помощью которой можно рассчитать общую проводимость, выглядит так: G = 1/ Rобщ = 1/ R1 + 1/ R2 +…+ 1/ Rn, где n — обозначает порядковый номер резистора в цепи.

Преобразовав эту формулу, получится выражение вида: R общ = 1/G = (R1*R2*…* Rn) / (R1*R2 + R2*Rn +…+ R1*Rn. Проанализировав его, можно сделать вывод, что при параллельном соединении импеданс всегда будет меньше самого маленького значения отдельного резистора.

При таком соединении напряжение между узлами одновременно является общей разностью потенциалов для всего участка и на каждом отдельно взятом резисторе. Поэтому если рассчитать падение напряжения на одном приборе, то оно будет таким же на любом параллельно подключённом элементе: U общ = U 1 = U 2 =…= U n.

А вот электрический ток, проходящий через отдельный элемент, исходя из закона Ома будет равен: I Rn = U Rn / R n.

Последовательное включение

Так называется объединение в один участок цепи двух или более резисторов, в котором их соединение между собой происходит только в одной точке. Импеданс при последовательном включении определяется как сумма сопротивлений каждого отдельного элемента: Rобщ = R1+R2+…+Rn.

Следовательно, ток, протекающий через такую цепочку, будет становиться всё меньше после прохождения через последовательно включённый резистор. Чем будет больше элементов в цепи, тем труднее ему будет пройти их всех. Таким образом, его общее значение определяется как Iобщ = U / (R1+R2+…+Rn).

Поэтому можно утверждать, что в последовательном соединении существует только один путь для протекания тока. Чем будет больше количество резисторов в линии, тем меньше будет ток на этом участке.

Падение разности потенциалов при таком типе соединения на каждом элементе будет иметь своё значение. Оно определяется формулой URn = IRn*Rn, и чем больше будет импеданс элемента, тем больше энергии в нём начнёт выделяться.

Расчёт делителя напряжения

Резистивный делитель напряжения представляет элементарную схему для понижения напряжения. Состоять он может из двух или более элементов. Простейший делитель можно представить в виде двух участков цепи, которые называют плечами. Одно из них, которое располагается между положительной точкой потенциала и нулевой, — верхнее, а другое, между отрицательной и минусовой, — нижнее.

Такая схема используется для снижения напряжения как в постоянных, так и переменных цепях. Суть процесса заключается в следующем.

На резистивную схему от источника питания подаётся напряжение U.
Через резисторы последовательного участка цепи, образованного резисторами R1 и R2, начинает протекать ток.
В результате на каждом из них выделяется какое-то количество энергии, т. е. возникает падение напряжения.

Сумма напряжений на всём размахе линии равняется значению разности потенциалов источника питания. В соответствии с формулой: U = I*R падение напряжения прямо пропорционально силе тока и величине сопротивления. Учитывая, что ток, протекающий через резисторы, одинаковый, справедливыми будут формулы U1 = I*R1 и U2= I*R2.

Тогда общее падение напряжение на участке будет равно U = I *(R1+ R2). Исходя из этого можно найти силу тока: I = U /(R1+ R2). Используя эти два выражения, можно получить окончательные формулы для расчёта падения напряжения на каждом элементе:

U1 = R1*U/(R1+R2);
U2 = R2*U/(R1+R2).

Практическое применение такого делителя очень распространено из-за несложности реализации понижения напряжения. Например, пусть источник питания выдаёт 12 В, а на нагрузку необходимо подать 6 В, при этом её сопротивление составляет 10 кОм. Для решения такой задачи рекомендуется использовать резисторы, сопротивление которых в десять раз меньше нагрузочного значения, поэтому, приняв R 1 = 1 кОм и подставив все известные значения в формулу напряжения на резисторе, получится, что 6 = R 2*12 (1000+ R 2) отсюда R 2 = 1 кОм.

Теперь, зная все величины, можно проверить верность расчёта. Падение разности потенциалов на первом элементе высчитывается как U 1 = 1000*12/(1000+1000) = 6 В, а общее напряжение — Uобщ = U 1+ U 2 = 12 В, что соответствует значению источника питания.

Следует отметить, что использование резисторов для понижения используется только при маломощных нагрузках, так как часть энергии превращается в тепло, а коэффициент полезного действия (КПД) очень низкий.

Определение силы тока на резисторе при разных типах соединения

Самым простым способом определить силу тока в резисторе можно воспользовавшись мультиметром. Измерение проводятся в разрыве цепи после резистора. На тестере выставляется максимальный диапазон величин, а щупы прибора подсоединяются к месту разъединения проводника. На дисплее мультиметра будут отображены результаты измерения силы тока в резисторе.
I = U/R, где у нас I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

В системе СИ эти величины измеряются в амперах (А), вольтах (В), омах (Ом) соответственно.

Подставляя необходимые значения в формулу можно определить сопротивление, напряжение и силу тока на резисторе или любом участке, или элементе электрической цепи.

Как понизить напряжение с помощью резистора

Чтобы нагрузка, которую требуется запитать, не сгорела, часто возникает необходимость снизить входное напряжение. Проще всего этого можно добиться, используя схему с двумя резисторами, более известную как делитель напряжения. Классическая схема выглядит так:

delitel napryazheniya2

В этом случае напряжение подаётся на два резистора с использованием параллельного подключени, а на выходе его получают с одного. Подбор номиналов резисторов осуществляют по формуле так, чтобы напряжение, снимаемое на выходе, составляло какую-то часть от подаваемого. Расчет резистора для понижения напряжения можно воспользовавшись формулой, основанной на законе Ома:

Uвых= (Uвх*R2)/(R1+R2), где

Uвх – напряжение на входе, В;

Uвых – напряжение на выходе, В

R1 – показатель сопр. 1-ого резистора (Ом)

R2 – показатель сопр. 2-ого элемента, (Ом)

Подбор резистора для понижения напряжения

Для подбора нужного сопротивления резистора можно воспользоваться готовыми онлайн-калькуляторами или программами для моделирования работы электронных схем. Симуляторы электрических цепей способны не только рассчитать напряжение на выходе в зависимости от сопротивления элементов и способа их подключения, но и обладают функционалом, позволяющим визуализировать то, как падает ток и напряжение на резисторе. Например, приложение EveryCircuit позволяет изменять в схеме параметры элементов, выбирать скорость симуляции, получать данные в различных точках. При этом можно наблюдать за динамикой изменения значений, используя для ввода входных параметров вращающийся лимб в нижнем правом углу.

everycircuit

Существует ещё ряд бесплатных программ для эмуляции, позволяющие выполнить, в том числе, расчёт резистора при понижении напряжения, например:

EasyEDA;
Circuit Sims;
DcAcLab;

В статье мы ознакомились с понятием сопротивления, узнали о его единицах измерения, о маркировке резисторов, о программах эмулирующих работу цепи и облегчающих подбор нужного сопротивления, а также рассмотрели примеры расчёта падения напряжения на резисторе.

Какое напряжение после резистора

Как рассчитать падение напряжения на резисторе?

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?

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).

Для человека, который знаком с электрооборудованием на уровне простого пользователя (знает, где и как включить/выключить), многие используемые электриками термины кажутся какой-то бессмыслицей. Например, чего только стоит «падение напряжения» или «сборка схемы». Куда и что падает? Кто разобрал схему на детали? На самом же деле, физический смысл происходящих процессов, скрывающийся за большинством этих слов, вполне доступен для понимания даже со школьными знаниями физики.

Чтобы объяснить, что такое падение напряжения, необходимо вспомнить, какие вообще напряжения бывают в (имеется в виду глобальная классификация). Их всего два вида. Первый — это напряжение который подключен к рассматриваемому контуру. Оно может также называться приложенным ко всей цепи. А второй вид — это именно падение напряжения. Может быть рассмотрено как в отношении всего контура, так и любого отдельно взятого элемента.

На практике это выглядит следующим образом. Например, если взять обычную вкрутить ее в патрон, а провода от него подключить в домашнюю сетевую розетку, то приложенное к цепи (источник питания — проводники — нагрузка) напряжение составит 220 Вольт. Но стоит нам с помощью вольтметра замерять его значение на лампе, как станет очевидно, что оно немного меньше, чем 220. Так произошло потому, что возникло падение напряжения на которым обладает лампа.

Пожалуй, нет человека, который не слышал бы о законе Ома. В общем случае формулировка его выглядит так:

где R — активное сопротивление цепи или ее элемента, измеряется в Омах; U — электрическое напряжение, в Вольтах; и, наконец, I — ток в Амперах. Как видно, все три величины непосредственно связаны между собой. Поэтому, зная любые две, можно довольно просто вычислить третью. Конечно, в каждом конкретном случае придется учесть род тока (переменный или постоянный) и некоторые другие уточняющие характеристики, но основа — вышеуказанная формула.

Электрическая энергия — это, фактически, движение по проводнику отрицательно заряженных частиц (электронов). В нашем примере спираль лампы обладает высоким сопротивлением, то есть замедляет перемещающиеся электроны.

Благодаря этому возникает видимое свечение, но общая энергия потока частиц снижается. Как видно из формулы, с уменьшением тока уменьшается и напряжение. Именно поэтому результаты замеров у розетки и на лампе различаются. Эта разница и является падением напряжения.

Данная величина всегда учитывается, чтобы предотвратить слишком большое снижение на элементах в конце схемы.

Падение напряжения на резисторе зависит от его и силы протекающего по нему тока. Также косвенное влияние оказывают температура и характеристики тока. Если в рассматриваемую цепь включить амперметр, то падение можно определить умножением значения тока на сопротивление лампы.

Но далеко не всегда удается вот так просто с помощью простейшей формулы и измерительного прибора выполнить расчет падения напряжения. В случае параллельно подключенных сопротивлений нахождение величины усложняется. На приходится дополнительно учитывать реактивную составляющую.

Рассмотрим пример с двумя параллельно включенными резисторами R1 и R2. Известно сопротивление провода R3 и источника питания R0. Также дано значение ЭДС — E.

Приводим параллельные ветки к одному числу. Для этой ситуации применяется формула:

Определяем сопротивление всей цепи через сумму R4 = R+R3.

Остается узнать значение падение напряжения на выбраном элементе:

Здесь множитель «R5» может быть любым R — от 1 до 4, в зависимости от того, какой именно элемент схемы нужно рассчитать.

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.

Единица измерения сопротивления резистора

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.

Закон Ома для электрической цепи

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.

Характеристика мощности резистора

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.

Расчет мощности резистора

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 мощностьтока 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:

Расчет падения напряжения на проводах

Говорят, что в своё время между Эдисоном и Тесла проходило соперничество – какой ток выбрать для передачи на большие расстояния – переменный или постоянный? Эдисон был за то, чтобы для передачи электричества использовать постоянный ток. Тесла утверждал, что переменный ток легче передавать и преобразовывать.

Впоследствии, как известно, победил Тесла. Сейчас повсеместно используется переменный ток, в России с частотой 50 Гц. Такой ток дешевле передавать на большие расстояния. Хотя, есть и линии электропередач постоянного тока специального применения.

А если использовать высокие напряжения (например, 110 или 10 кВ), то выходит значительная экономия на проводах, по сравнению с низким напряжением. Об этом я рассказываю в статье про то, чем отличается напряжение 380В от 220В.

Тесла потом пошёл ещё дальше – нашёл способ, как передавать электрический ток совсем без проводов. Чем вызвал большое недовольство производителей меди. Но это уже тема совсем другой статьи.

Кстати, если Вам интересно то, о чем я пишу и вступайте в группу в ВК!

Забегая вперед, скажу, что расчет сечения провода для постоянного тока строится на двух критериях:

Падение напряжения (потери)
Нагрев провода

Первый пункт для постоянного тока наиболее важен, а второй лишь вытекает из первого.

Теперь обстоятельно, по порядку, для тех, кто хочет ПОНИМАТЬ.

Падение напряжения на проводе

Статья будет конкретная, с теоретическими выкладками и формулами. Кому не интересно, что откуда и почему, советую перейти сразу к Таблице 2 – Выбор сечения провода в зависимости от тока и падения напряжения.

И ещё – расчет потерь напряжения на длинной мощной трехфазной кабельной линии. Пример расчета реальной линии.

Итак, если взять неизменной мощность, то при понижении напряжения ток должен возрастать, согласно формуле:

P = I U. (1)

СамЭлектрик.ру в социальных сетях:

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

U = R I. (2)

Из этих двух формул видно, что при понижении питающего напряжения потери на проводе возрастают. Поэтому чем ниже питающее напряжение, тем большее сечение провода нужно использовать, чтобы передать ту же мощность.

Для постоянного тока, где используется низкое напряжение, приходится тщательно подходить к вопросу сечения и длины, поскольку именно от этих двух параметров зависит, сколько вольт пропадёт зря.

Сопротивление медного провода постоянному току

Сопротивление провода зависит от удельного сопротивления ρ, которое измеряется в Ом·мм²/м. Величина удельного сопротивления определяет сопротивление отрезка провода длиной 1 м и сечением 1 мм².

Сопротивление того же куска медного провода длиной 1 м рассчитывается по формуле:

R = (ρ l) / S, где (3)

R – сопротивление провода, Ом,

ρ – удельное сопротивление провода, Ом·мм²/м,

l – длина провода, м,

S – площадь поперечного сечения, мм².

Сопротивление медного провода равно 0,0175 Ом·мм²/м, это значение будем дальше использовать при расчетах.

Не факт, что производители медного кабеля используют чистую медь “0,0175 пробы”, поэтому на практике всегда сечение берется с запасом, а от перегрузки провода используют защитные автоматы, тоже с запасом.

Из формулы (3) следует, что для отрезка медного провода сечением 1 мм² и длиной 1 м сопротивление будет 0,0175 Ом. Для длины 1 км – 17,5 Ом. Но это только теория, на практике всё хуже.

Ниже приведу табличку, рассчитанную по формуле (3), в которой приводится сопротивление медного провода для разных площадей сечения.

Таблица 0. Сопротивление медного провода в зависимости от площади сечения

S, мм²	0,5	0,75	1	1,5	2,5	4	6	10
R для 1м	0,035	0,023333	0,0175	0,011667	0,007	0,004375	0,002917	0,00175
R для 100м	3,5	2,333333	1,75	1,166667	0,7	0,4375	0,291667	0,175

Расчет падения напряжения на проводе для постоянного тока

Теперь по формуле (2) рассчитаем падение напряжения на проводе:

U = ((ρ l) / S) I , (4)

То есть, это то напряжение, которое упадёт на проводе заданного сечения и длины при определённом токе.

Вот такие табличные данные будут для длины 1 м и тока 1А:

Таблица 1.
Падение напряжения на медном проводе 1 м разного сечения и токе 1А:

S, мм²	0,5	0,75	1	1,5	2,5	4	6	8	10
U, B	0,0350	0,0233	0,0175	0,0117	0,0070	0,0044	0,0029	0,0022	0,0018

Эта таблица не очень информативна, удобнее знать падение напряжения для разных токов и сечений. Напоминаю, что расчеты по выбору сечения провода для постоянного тока проводятся по формуле (4).

Таблица 2.
Падение напряжения при разном сечении провода (верхняя строка) и токе (левый столбец).
Длина = 1 метр

Какие пояснения можно сделать для этой таблицы?

1. Красным цветом я отметил те случаи, когда провод будет перегреваться, то есть ток будет выше максимально допустимого для данного сечения. Пользовался таблицей, приведенной у меня на СамЭлектрике: Выбор площади сечения провода.

2. Синий цвет – когда применение слишком толстого провода экономически и технически нецелесообразно и дорого. За порог взял падение менее 1 В на длине 100 м.

Как пользоваться таблицей выбора сечения?

Пользоваться таблицей 2 очень просто. Например, нужно запитать некое устройство током 10А и постоянным напряжением 12В. Длина линии – 5 м. На выходе блока питания можем установить напряжение 12,5 В, следовательно, максимальное падение – 0,5В.

В наличии – провод сечением 1,5 квадрата. Что видим из таблицы? На 5 метрах при токе 10 А потеряем 0,1167 В х 5м = 0,58 В. Вроде бы подходит, учитывая, что большинство потребителей терпит отклонение +-10%.

Но. ПрОвода ведь у нас фактически два, плюс и минус, эти два провода образуют кабель, на котором и падает напряжение питания нагрузки. И так как общая длина – 10 метров, то падение будет на самом деле 0,58+0,58=1,16 В.

Иначе говоря, при таком раскладе на выходе БП 12,5 Вольт, а на входе устройства – 11,34. Этот пример актуален для питания светодиодной ленты.

И это – не учитывая переходное сопротивление контактов и неидеальность провода (“проба” меди не та, примеси, и т.п.)

Поэтому такой кусок кабеля скорее всего не подойдет, нужен провод сечением 2,5 квадрата. Он даст падение 0,7 В на линии 10 м, что приемлемо.

А если другого провода нет? Есть два пути, чтобы снизить потерю напряжения в проводах.

1. Надо размещать источник питания 12,5 В как можно ближе к нагрузке. Если брать пример выше, 5 метров нас устроит. Так всегда и делают, чтобы сэкономить на проводе.

2. Повышать выходное напряжение источника питания. Это черевато тем, что с уменьшением тока нагрузки напряжение на нагрузке может подняться до недопустимых пределов.

Например, в частном секторе на выходе трансформатора (подстанции) устанавливают 250-260 Вольт, в домах около подстанции лампочки горят как свечи. В смысле, недолго. А жители на окраине района жалуются, что напряжение нестабильное, и опускается до 150-160 Вольт. Потеря 100 Вольт! Умножив на ток, можно вычислить мощность, которая отапливает улицу, и кто за это платит? Мы, графа в квитанции “потери”.

Вывод по выбору сечения провода для постоянного напряжения:

Чем короче и толще провод, по которому течет постоянный ток, тем меньше падение напряжения на нём, тем лучше. То есть, потеря напряжения в проводах минимальна.

Если смотреть на таблицу 2, нужно выбирать значения сверху-справа, не переходя в “синюю” зону.

Для переменного тока ситуация та же, но вопрос не стоит столь остро – там мощность передается за счет повышения напряжения и понижения тока. См. формулу (1).

В заключение – таблица, в которой падение постоянного напряжения задано пределом 2% , а напряжение питания равно 12 В. Искомый параметр – максимальная длина провода.

Внимание! Имеется ввиду двухпроводная линия, например кабель, содержащий 2 провода. То есть, тот случай, когда через кабель длиной 1 м ток делает путь 2 м, туда-сюда. Я привёл этот вариант, т.к. он чаще всего встречается на практике. Для одного провода, чтобы узнать падение на нём напряжения, надо число внутри таблицы умножить на 2. Спасибо внимательным читателям!

Таблица 3. Максимальная длина провода для падения постоянного напряжения 2%.

Наша полторашка по этой таблице может иметь длину только 1 метр. Падать на ней будет 2%, или 0,24В. Проверяем по формуле (4) – всё сходится.

Если напряжение выше (например, 24 В постоянного тока), то и длина может быть соответственно больше (в 2 раза).

Всё вышесказанное относится не только к постоянному, но и вообще к низкому напряжению. И при выборе площади сечения в таких случаях следует руководствоваться не только нагревом провода, но и падением напряжения на нём. Например, при питании галогенных ламп через понижающий трансформатор.

Прошу прокомментировать статью, у кого как теория совпадает с практикой?

Рекомендую похожие статьи:

Первая встреча с кабелем OneKeyElectro
Площадь сечения проводов. Формулы и таблицы
Расчет падения напряжения в кабеле
Устройство и изготовление жгутов
Таблица перевода сечения провода из AWG в мм2
Когда выбивает УЗО? Работоспособность при обрыве нуля
Перестали гореть светодиоды в люстре. Анализ и ремонт

Реле напряжения TOMZN TOVPD1-60-ЕС – обзор параметров и отзыв о работе

Электрический трэш в таганрогской общаге

Плакаты по технике безопасности. Часть 1

При установке галогеновых спотов длину проводов делал одинаковой,даже если хватало короткого потому,что по яркости было сильное различие.Можно,конечно, провод потолще,но не везде это удобно и не всегда он под рукой и идти за ним специально из-за 5-6 лампочек не хочется.

Дельное замечание. Но это касается, если применяется понижающий трансформатор. Там на проводах падает значительно, ток ведь большой. Кстати, падение напряжения можно посчитать, как описано в моей статье про выбор площади сечения при постоянном и пониженном напряжении .

Как рассчитать сечение кабеля для сети автомобиля 12 В? Подойдёт и таблица.
В моём случае для размножителя розеток прикуривалеля.

В таблицах информация есть.
Смотря что Вам надо.
Исходные данные – допустимое падение напряжение и максимальный ток.
А вообще, чем толще, тем лучше)) 2,5 квадрата должно хватить, если длина не более метра.

Длинна пол метра, нагрузка желаемая до 20 А

По таблице 2 смотрим для куска 1 метр 2,5 квадрата и тока 20А – падение 0,14В.
Для пол метра – 0,07В, что более чем приемлемо.

Хе, а вот тут наступает обломчик:
Кроме куска кабеля есть ещё и вилка прикуривателя, со своими не постоянными контактами, и розетки самого размножителя, у которых контакты тоже не позолочены, и наступает просадка в разы побольше…

Ник, верно, на практике да, переходное сопротивление.
Но в разы – это падение до 0,5В…1В, что считаю допустимо.
И тут уже дело не в проводах, даже если выбирать не 2,5, а 4мм2.
Придётся чистить/поджимать/золотить контакты ))

Вот вот. Какие есть самые дешевые и просты способы от переходного сопротивления для моего случая?

Ну это уж извините, провод тут ни при чём))
А как уменьшить переходное сопротивление – написал выше. Кроме того, есть токопроводящие смазки.
А может, всё же оно не так и влияет в данном случае?
Есть конкретные устройства, при включении которых возникают недопустимые просадки напряжения?

Я лишь знаю, что к примеру, вилка авто-холодильника после работы достаточно тёплая.
А за проводящие смазки – спасибо.

Эта таблица падения напряжения не только для постоянного тока. Она вообще для всех проводов.
Но при напряжениях 220В и выше падением можно пренебречь, главное сечение провода

При длинных проводах эффект падения напряжения может привести к тому, что защитный автомат просто не сработает при перегрузке и даже при КЗ.

Кроме того, значительная часть мощности уходит просто на нагрев проводов.
Например, провод сечением 1,5 мм2. Длина кабеля 100 м, длина провода 200 м.
Как обычно, защищаем провод автоматом 16А.
При 16А по таблице 2 падение напряжения на кабеле для 1м – 0,18В, для 200 м – 36В! Это 36х16 = 576 Вт тратится зря, если мы хотим питать прибор с потребляемой мощностью 220х16 = 3,5 кВт.

Спасибо большое! Очень полезные таблицы. Хоть я в них и не нашел своего случая (ток 300А напряжение 27 В, при предполагаемой длинне кабеля 1-2 м), но смогу легко продолжить таблицы для всех случаев.
Ещё раз, огромная благодарность.

Спасибо за спасибо!
Да, по формулам можно посчитать любые случаи, формулы универсальны.

Александр, привет!
Мне кажется, что Твоя таблица №3 составлена для падения напряжения 1% или я не прав?

Антон, этот комментарий подтверждает, что мои статьи читают, и даже до конца, и даже вникают, и даже находят ошибки!

Я написал необходимое пояснение перед таблицей 3, она для практического случая, когда ток течёт по кабелю “туда-сюда”.

Каюсь, ввёл в заблуждение)

Спасибо за таблицы. Но у меня возник вопрос с нагреванием и сечением токопроводящего провода в связи с кратковременностью нагрузок.

Есть ли корректирующий коэффициент, учитывающий кратковременность работы энергопотребляющих устройств. В моем случае- установил автоэлектролебедку 12в в гараже для затаскивания машины в теплый гараж. По ограничению могу поставит аккумулятор от лебедки в 10 м.

В комплекте поставки 2 провода 10 или 16квмм, точно не указано. Токи у лебедки(max нагрузка 1814 кг) различаются в зависимости от слоя троса , который наматывается(как, впрочем и тяговое усилие) от 205А до 98А(усилие 907кг). Если затаскивать мой пикап, то с учетом коэффициента трения нагрузка на лебедку в амперах составит около 140А. Исходя из угловой скорости за 15-20 секунд лебедка с режима 140-160А перейдет на режим в 70-99А. За это время изоляция проводов уже расплавится и сам провод раскалится, или не успеет?

Если можно, поделитесь соображениями, заранее благодарен. Михаил

В электролебедку входит только электродвигатель, или там есть какая-то обвязка типа пускателя, защитного автомата, электроники?
По теории, провод сечением 16 мм2 выдержит длительно около 80 А (зависит от охлаждения), и до 150 А (кратковременно, до 15 сек).

Возможность кратковременно держать большой ток появляется из-за время-токовых характеристик провода, иначе говоря, из-за тепловой инерции.

Эту инерцию обычно учитывает защитный автомат, у которого примерно такая время-токовая хар-ка.
Он ставится последовательно с проводом и если что, спасает его от перегрева изоляции. Поэтому я и спросил, есть ли что , кроме двигателя.
А всё решит эксперимент и консультация продавца и производителя.

Доброе время суток
Подскажите- как проверить TRS 300W на работоспособность?
Что с ним будет, если включить без нагрузки?
Спасибо

Без нагрузки ничего не будет, он просто не запустится, такова схема электронного трансформатора.
Подсоедините на выход хоть одну лампочку (галогенку), так проверите.

Помогите разобраться
Есть 4 прожектора по 300Вт на 12В. Каждый подключен к одному из TRS 300W. Из 4-х включился только один и то всего два раза , больше не включается (тоже не понятно. в чём причина) Почитал эту тему и понял, что скорее всего причина в потере напряжения, ибо длина провода туда-сюда грубо 20м. Сечение 5мм2. Как запустить прожектора? Поменять на более мощные трансы? Какие? 400Вт? Или 24В? (Но прожектора по 12В и в воде)Кабель поменять нет возможности

Выборочно выпаивал два трансформатора и подключал лампы короткими проводами- работают
Почему не работает даже тот, который включался?

Какое сечение проводов? 5мм2 не бывает.
Ток 300/12=25 Ампер, это очень много, кабель должен быть сечением не менее 2,5 мм2

Влезу в ваш разговор . А какое должно быть сечение провода для солнечных панелей 12 вольт 30 ампер , длина 18 метров .

Исходя из тока – не менее 4 мм2.

Исходя из падения напряжения – смотрим таблицу 2. И видим, что для проводов такого сечения падение будет 0,13 Вольт на метр. На длине питающей линии (кабеля) 18 м это будет 0,13 х 18 х 2 = 4,7 Вольт. Это с учетом пути тока “туда-сюда”.

Конечно, такое падение и потери неприемлемы – около 40%. Да и ток 30А при этом не достижим.

Поэтому прикидываем сечение 10 мм2, должны быть потери в 2,5 раза меньше:
По той же таблице, для того же тока 30А.
0,05 х 18 х 2 = 1,8 В.
Нормально. Хотя, можно и увеличить до 16 или 25 мм2.

Возможно 6 мм2. Толстый провод. Но длинна…

Есть столб 10м,напряжение 30В, ток 10А. Какое сечение подойдет?

10мм2 по таблице, но не много ли?

Смотря, какое допустимое падение напряжения. А что подключаете, тип нагрузки?

Прожектор низковольтный от АКБ 12В и солнечных панелей

Да, 10 многовато. Принимая во внимание только нагрев проводов, можно взять провода сечением 1,5 мм2.
Однако, согласно табл.2, на 1 метре упадёт 0,1167В, а на куске такого провода 20 м (туда-сюда) – 2,3 В. Такие потери ни к чему. Ведь это на нагрев улицы будет расходоваться 23 Вт от мощности батареи.

Поэтому лучше взять провода не 1,5, а потолще, 4 мм2 – оптимально.

Кому интересно – расчет падения напряжения для трехфазной кабельной линии, новая статья .

Скажите есть Бп от ноутбука выход 15V-5A хочу подключить к к светильнику где четыре ленты по 9 Вт это на все 36-40 Вт блок вроде бы с запасом но напряжение 15V плохо или приемлемо.

Зачем от ноутбука? 5 Ампер – это на крутой в экраном от 21 дюйма. 15В это очень много, лента быстро выработает ресурс.
Лучше компьютерный БП, там как раз выход 12 В и ток гарантирован.

на 15 в БП компактный а компьютерный не влезет в светильник да и светодиоды на рейках может выдержат 15 в?

Добрый день. Подскажите насколько критично будет соединять провод 2,5мм с колодкой автопредохранителя у которой концы, например, 5 мм (AWG 10). Нигде не могу найти подходящий держатель, везде держатели с концами 1,5 мм. А мне нужно подключить подогрев сидений, который суммарно 140Вт., хочу напрямую к аккумулятору, т.е. провод будет не совсем короткий – около 2,5 метра. Нагрузка получается в пределах 15А, но не хочется использовать 1,5 мм сечение…

Проблема, как я понял, в том что провод не влезает клемму держателя?
Тогда предлагаю выход – поскольку провод гибкий многожильный, можно несколько проволочек откусить, оставив ровно столько, чтобы влезло в клемму..
Падение напряжения будет минимальным, клемма возможно будет немного греться, это не страшно.

Эх, не совсем понятно изложил.
Задача – подключить подогрев сидений мощностью 140 Вт, т.е. ток в пределах 15А. Подключение предполагается от аккумулятора, для этого по расчётам и рекомендация был выбран провод 2,5кв.мм., т.к. длина его будет составлять около 2,5-3 м., но “проблема” в том, что те держатели, которые есть на рынке (такие резиновые литые с торчащими проводами) имеют сечение либо 1,5 кв.мм, либо 2,5 кв.мм (AWG10).
Вот тут возникает вопрос, меньшее сечение предохранителя не логично брать, а вот бОльшее?
Как мне кажется, не столь критично, т.к. основная трасса из хорошего сечения выполнена. Другой вопрос – удобство скрутки разных сечений и изоляция.

Дело в том, что я не очень разбираюсь в автомобильной электрике, но как понял, у держателя провода уже есть, и они залиты пластиком.
А вот предохранитель можно поставить любой, в пределах размера?
Тогда ставьте предохранитель 16 или 20 А, держатель лучше покупайте с выводами 2,5 мм2. Если выводы 1,5 мм2 – ничего страшного, это совсем не критично в данном случае.

А окончательно всё станет ясно, когда подключите.

Приветствую Александр! Спасибо за статью.

В своё время учился по связи, с электромантажной практикой, но давно это было:). Хочу поделится опытом и задать вопрос. Ситуация сейчас опишу.

Имеется блок питания 12В, 100Вт с максимальным током 8,3А и гирлянда из десяти светодиодных ламп 12В, семь из которых 6,8Вт(600мА) остальные три по 5Вт(других данных к сожалению нет). Медный кабель 1,5мм, длиной примерно 9м (общая длина соответственно около 18). Гирлянда смонтирована на клеммниках “ваго”. Теперь самое интересное! Если в конце гирлянды (а по сути в середине получившейся цепи) подключить лампу 6,8Вт то эта лампа не горит, если лампу на 5Вт, вся цепь работает нормально. последовательность ламп от блока питания: сначала семь по 6.8Вт, в конце три по 5Вт. Хотелось бы поставить все десять ламп по 6,8Вт.

Сразу скажу: мощность блока непричем, ибо изначально блок питания был на 75Вт и 6,25А.

Есть вариант сделать две гирлянды, но не факт что получится протянуть кабель.

О! Пока писал появилась мысль собрать тестовую времянку. По результатам отпишусь. Заранее спасибо за совет!

Правильно, надо временно подключить все лампы параллельно, наглядно.

Я так понял, все лампы соединены электрически последовательно, а понятия “в конце, сначала, в середине” – просто по размещению.

Чудес не бывает, если лампы все исправны, значит проблемы в подключении.

Доброго времени суток! Большое спасибо за статью!
Но появился вопрос.
Скажем есть линия питания постоянного тока 24В. Она поделена на 3 части, от источника до первого разъема 0,5м, основная часть 6м до второго разъема и 0,5м разводка до потребителя. Ток 7А. Допустимо ли сделать короткие части меньшего сечения чем основная? Скажем 0,75мм2-2,5мм2-0,75мм2. Спасибо

Илья, а потребитель только на конце линии?
Тогда ток всей линии будет одинаков (7А), а вот падение напряжения будет пропорционально току, длине участков линий и обратно пропорционально – сечению провода на этих участках.

Допустимо ли? Тут критерия теоретически два – допустимое падение напряжения и нагрев проводов.

Этот вопрос подробно рассмотрен здесь . Там же рассказано, как посчитать падение напряжения, исходя из сечения, длины и тока

Спасибо за быстрый ответ. Да потребитель на конце линии. Если отдельно рассматривать участки то падения напряжения на коротких будет меньше чем на основном большего сечения. Вопрос можно ли рассматривать по частям эту линию или самое “узкое” место будет определяющим?

Определяющим ЧТО?
Напряжение? Ток? Сопротивление? Нагрев?

Никто лучше не высказался на эту тему, чем немецкий ученый Георг Ом)

Вопрос по теме с гирляндой: а как посчитать напряжение на самой последней лампе?

Для этого нужно составить эквивалентную схему.
В интернете есть готовые калькуляторы, поищите.

Здравствуйте! Александр такой вопрос:Что значит сопротивление провода “туда сюда”?Ведь ток течет по одному проводу(фаза) и встречает сопротивление только одной жилы.Обратно ток по нулевому проводу не идет чтоб встречать сопротивление.Допустим у меня двухжильный кабел длиной 1 метр и сечением 1 мм квадрат.(просто кусок провода)Как мне измерить сопротивление?Ответьте если не трудно!

Вспомните картинку из учебника физики: ток вытекает из “плюса” батарейки, течёт через рубильник, через лампочку, и возвращается через “минус” в батарейку (источник питания).
Ток не может втекать в нагрузку и никуда не деваться. Он ПРОТЕКАЕТ через нагрузку, совершая работу, и возвращается обратно в источник питания.

“Обратно ток по нулевому проводу не идет чтоб встречать сопротивление.” – почему так решили? Идёт, иначе цепь не будет замкнута, и тока в ней не будет. Попробуйте подключить к лампочке фазный провод, а ноль не подключать)))

В Вашем случае ток протекает метр, потом через нагрузку, потом метр обратно. Итого 1+1=2 метра.

Уважаемый,ответьте еще на вопрос.
1.Если ток от фазы течет на нагрузку(лампочку),а затем минуя нагрузку течет на нулевой провод,то есть ли потеря напряжения?
2.Важен ли для нас ток после нагрузки(лампочки),если задача тока и нагрузки выполнена ?Ведь электроны летят только в одном направлении.
3.Если от нагрузки ток идет в ноль,то куда он уходит?Как можно проверить напряжение на нуле при обратном ходе от нагрузки?

1. Да. Этой потере посвящена статья.
2. ток в замкнутой цепи одинаков на всех участках. Первый закон Кирхгофа. Электроны те же, столько же, но они совершают работу по разогреву спирали лампочки.
3. Ток уходит обратно в источник питания.

Всё проще, если представить это как насос (источник), который качает воду (электроны) по герметичной шланге. При этом вода может выполнять работу по охлаждению (например).

Давайте свой практический случай, я всё рассчитаю.

Вечер добрый!
Аналогия с насосом и водой очень понятный.Спасибо!
1.Если ток уходит обратно к источнику питания по нулевому проводу,то получается ноль (нейтраль) трехфазного кабеля принимает ток от всех потребителей.Если трансформатор в 10 км от дома может ли ток пройти по нулевому проводу обратно в трансформатор?Если есть потеря напряжения и сопротивление провода,то дойдет ли он обратно?
2.Электроны сами по себе не делают движения,а передают лишь явление магнитного поля друг другу.Так как электрон это материя.Или магнитное поле тоже материя?

1. В трехфазной сети всё по другому. Теоретически, если нагрузка по всем трём фазам одинаковая (симметричная), то ток в нулевом проводнике вообще отсутствует.
Ток при любой длине кабеля, будет одинаков во всей цепи. Вопрос только в том, какие потери будут . И если ток идёт то он обязательно дойдёт))) А ток будет определяться законом Ома.

2. Никто не видел электроны, и как они движутся. Физики долго спорили, и сошлись во мнении, что ток – это упорядоченное движение положительно заряженных частиц под воздействием магнитного поля от плюса источника к минусу.
Частицы – это материя и движутся относительно медленно.
А вот магнитное поле – это уже скорее та суть, с помощью которой “общаются” электроны, и действует оно со скоростью света.

Меня радует, когда читатели задают такие глубокие вопросы, по нарастающей)

Так может то,что ток встречает сопротивление на обратном пути от нагрузки тоже условно.
Если движение тока только в одну сторону(фаза-нагрузка-ноль-трансформатор)и сама розетка не является источником питания для фазы,то зачем берется в учет обратный путь тока?
Если бы из фазы в нагрузку,затем в ноль,а из нуля,тот же ток, в розетку и сразу на фазу(кольцо без участия трансформатора),то тогда всё ясно!
Но у нас нет дополнительной нагрузки на обратном пути тока от нуля,чтоб брать потерю или сопротивление в учет.
Если количество электронов то же ,скорость та же…

Я подумал,что ток на выходе ОТ НАГРУЗКИ как-то тормозит скорость и движение тока НА НАГРУЗКУ.(как если бы на дороге образовалась пробка из-за первого ряда машин,которые столкнулись)Если так,то суть большей степени проясняется.

Столько вопросов появилось после того,когда я не понял почему сопротивление измеряется не только на идущем к нагрузке жиле,но и на нуле.Или скорость падает на обратном пути к генератору магнитного поля,но затем генератор снова разгоняет частицы до первоначальной скорости, и так по кругу?

Абу, это новое слово в науке и технике!)))

На самом деле, ноль, фаза, туда, обратно – всё условно, и так получается всего лишь из-за технологических и исторических заморочек – почему люди так делают. Току всё равно, как его называют, и через что он течёт, у него свои законы, а люди могут в блогах и учебниках писать что угодно. Может, будет легче, если представить, что лампочку питает не двужильный кабель, а из фазы (или плюса) идёт одножильный проводок, заходит в лампочку, выходит другой проводок, и подключается к нулю, или минусу. Опять же, в памяти картинка из учебника)

Во всей цепи так одинаков, и определяется напряжением источника и сопротивлением пути, по которому этот ток протекает, немец Ом это доказал, и никто его ещё не опроверг. Хотя, нет, попытались некоторые)))

По воле Бога Единого люди научились использовать электроэнергию на пользу,но,наверно,не до конца поняв его природу.

1 .Теперь случай с практики…В частный дом заходит два СИП кабеля(ему лет35-40,многожильный,скрученный по оси).На кабеле срезана изоляция по 2 см на каждом.Когда не было электричества(бывают ограничения электроэнергии)я попытался кинуть на кабеля провода идущие на тен(P=2,5-3кВт). На один кинул провод.Второй начал слабо искриться при контакте.Тока в СИПе не было 100%!Что это может быть?

Обычно, и первый провод уже искрит. Не говоря уж о втором.
Дело в том, что всегда есть утечка, через воздух, и через изоляцию.
А наводка тоже входит сюда, это тот потенциал, который появляется на проводе из-за каких-то влияний. Много об этом сказано здесь .

На обьекте я провел испытания.Подлючил лампочку от двух проводов(ВВГ 3*1,5КВ.мм).На участке проводов снял изоляцию…Индикатор загорелся на фазе.На нуле не загорелся.Почему?

На то он и индикатор. Я так понимаю, это индикатор-указатель фазы?
Рассказать, какой у него принцип действия? По-Вашему, он должен был показать и фазу, и ноль? Почему?

Конечно расскажите в чём смысл.Я думал индикатор покажет напряжение на нуле тоже.Но не всё так просто!Если можно самым простым языком.И еще…Скидывает УЗО при контакте нуля с проводом заземления.

Спасибо за такие вопросы, я рад, когда человек интересуется)))
Отвертка-индикатор показывает наличие фазного напряжения. Как получается, что в ней загорается неоновая лампочка или светодиод?
С фазой понятно, но откуда берётся ноль? Ноль так или иначе соединен с землёй, и с землёй соединены мы – через обувь, даже через воздух. Для электрического тока это сопротивление очень большое, и ток очень мал. Но даже его хватает.

Узо срабатывает, когда токи через фазу и ноль отличаются. А поскольку потенциал нуля и заземления по отношению к фазе всегда разный, то и ток будет разный. Через нулевой проводник течёт ток, поэтому есть падение напряжения. А через проводник заземления – ток в нормальных условиях не течёт.

Мигала лампа.Прочитал как решить …Рядом вкрутил обычную,как и написано.Перестала мигать.Думаю-Алхамдулиллах…Сработало как и написано.

Да,всё так как Вы описываете.Но есть один момент,поняв который,я пойму многое и,возможно, научусь многому в электрике.

Вот летят,допустим,отрицательно заряженные электроны по фазному проводу к нагрузке,подобно урагану.Стремятся они уравнять потенциалы.Если я трону фазный провод стоя на земле,то меня ударит…Также на нем горит индикатор,а я трогая индикатор создаю ноль для потока электронов.(это я понял)Но если ток бежит по кругу,то где тот момент после нагрузки(лампочка),когда электроны перестают быть агрессивными?

Вот фаза,до нагрузки-меня бьет…И вот уже выход от нагрузки и уже не бьет,так как после нагрузки потенциал сравнился.Где?…В каком месте на выходе уже не бьет током?

Абу Исмаил, здравствуйте! На Ваше: “Но есть один момент,поняв который,я пойму многое и,возможно, научусь многому в электрике” (если Вас не затруднит) просмотрите на: forum.vashdom.ru/threads/kuda-realno-dvizhetsja-potok-ehlektronov.10983/.

Что становится с электронами,что они уже не бьют током на обратном пути от нагрузки?Может они находят свои места?Или разряжаются в вольфраме ,переходя в свет и тепло?

Электроны в вольфраме, который обладает бОльшим сопротивлением, чем медь, совершают работу по тепловому нагреву нити.

А почему бьёт или не бьёт – тут главное в понятии Потенциал.

Всё относительно. И если на человеке потенциал 220 В, и он притронется к фазе – ничего не произойдёт, т.к. ток не потечёт – разность потенциалов равна нулю.

У нас у всех потенциал равен нулю по отношению к земле. Или чуть больше, из-за электростатики при движении в сухую погоду. Нулевой провод на подстанции тоже заземлён. Поэтому, между нулевым проводом и человеческим телом обычно разности потенциалов нет, ток протечь не может.
А вот фазный бьёт – разность потенциалов большая, 220В.

На лампочке падение напряжения 220В, но например если померить напряжение напряжение в середине спирали, то оно будет 110В, и если притронуться, то ударит в 2 раза слабее – ток через тело будет в 2 раза меньше.

Так что – главное разность потенциалов, от которой (и от сопротивления, конечно) зависит ток, и ощущение “бьёт”.

Нет.Приведите мне пример.Пример на одном электроне.Возьмем один отдельно взятый электрон!Представим,что он направляется к лампочке.По проводу электрон подходя к вольфраму покидает медный проводник и входит в спираль вольфрама.Проходя пространство вольфрама,электрон покидает вольфрам и ТОТ ЖЕ электрон входит в пространство нулевого провода,И ВОТ ЗДЕСЬ электрон уже не представляет опасности для человека.А до входа в вольфрам представлял опасность!ОБЪЯСНИТЕ ПОЧЕМУ?ЧТО СЛУЧИЛОСЬ ВНУТРИ СПИРАЛИ ВОЛЬФРАМА,что электрон до входа в вольфрам был опасным для человека,а после выхода уже не опасный!ПОЧЕМУ?Просьба ответить анологично вопросу и детально!Спасибо!

Происходит то же как если бы вы упали с пятиэтажного дома.
В первом случае можно упасть в крыши, и убиться, а во втором – с первой ступеньки входной лестницы.

Виктор! Мне так кажется, что Вы, либо мельком, либо вообще не читали все вопросы-комменты Абу. Поэтому и “нарвались” на его ответ на Ваш коммент. Хорошо хоть слово “вы” в Вашем комменте не с заглавной буквы, что Вас и спасло от проклятий (до седьмого колена). У меня вот был следующий случай (в прошлом тысячелетии):в армии я выполнял обязанности электрика. По весне (и это особенно учтите!) пришлось мне подключать к э/щитку бетономешалку. Штатный кабель был метров 20 длиной, а расстояние до фронта работ метров 8. Смотал я “излишек” в бухту и положил её чуть в сторону (чтобы под ногами не мешалась). Подходит тут майор (а я-то – рядовой) зам. по тылу (сейчас бы сказали “ботаник” в электро) и начинает отчитывать меня за лежащую в стороне свёрнутую бухту. И приказывает (замечание начальника, старшего по званию, срабатывает по аксиоме: “приказ начальника – закон для подчинённого”) немедленно распрямить бухту, так как ток идёт “по линии наименьшего сопротивления”. Пришлось подчиниться за мою (цитата) “безграмотность в основах энергетики. ” А виновата – ВЕСНА. Впрочем, мо быть, и не она одна. Извините великодушно за причинённое отнятие времени на прочтение моего коммента. Здоровья Вам, бодрости и… осторожности в комментировании, где только Вы отвечаете за каждый знак (букву, пробел, знаки препинания, “такт”, “логику” и наконец “этику”.

Комментатор Виктор .Ваш ответ из разряда “ни о чем”.Аналогия отражает вашу безграмотность в основах энергетики. Какой дом,какой этаж. Что за такт?Ноль логики!Ноль этики!

Абу Исмаил, здравствуйте!
На Ваши СПРАВЕДЛИВЫЕ возмущения от 11 Март 2016 в 09:26 позвольте заметить, что этот сайт не является форумом, где на 1 вопрос куча ответов и перепалка разная проходит.

Поражаюсь терпению администратора сайта, который и на работе находится, и выполняет заявки по ремонту у жителей, и НАХОДИТ время терпеливо тактично отвечать на все вопросы. Полагаю, что Вы согласитесь, что у него есть право на личную жизнь, состоящую не только из электрики.

Бываю и на других сайтах, так там администраторы отвечают по своему усмотрению, а наши комментарии проходят обязательную модерацию (то есть безоговорочно, без всяких объяснений публикуются на сайте только по усмотрению администратора). Так будем же без претензий во взаимоотношениях. Удач Вам!

Видимо, Виктор попытался сравнить разность потенциалов с разностью высот)

Абу, это те же самые электроны, всё зависит как раз от тока, который протекает через Ваше тело. Электроны обеспечивают ток, а величина этого тока зависит от количества этих электронов и сопротивления Вашего тела.
Электроны не опасны, опасен потенциал. В этом согласен с Виктором – опасна не сама высота, опасно падение.

Ну не знаю я, как объяснить. Попытайтесь переформулировать вопрос.

Попробую переформулировать вопрос…
То есть сами электроны это транспортировщики энергии,которая заставляет лампочку гореть?
Каждый электрон несет на себе энергию,которую проходя через нагрузку скинет с себя в нагрузке эту энергию?Потенциал это энергия,которую несет на себе электрон.

В лампочке энергия переходит в свет и тепло.Но при этом электроны,которые скинули с себя “груз”в виде энергии продолжают движение обратно по нулевому проводу,но уже без энергии.

Представим магазин с двумя дверями.1000 человек на очереди к кассе.И 1000 от кассы.Касса это сопротивление.Деньги у людей,что ждут очереди к кассе – энергия.Человек подходит к кассе отдает деньги(энергию),кассирша начинает улыбаться от радости(это выделения света или тепла),потом человек остается без денег и идет в потоке дальше от кассы(оставив энергию,но продолжая движение вперед).То есть люди до кассы имеют потенциал(заряженные частицы),а люди идущие от кассы у же не имеют потенциала(разряженные частицы).

Значит энергия переходит в свет и тепло?Но что заставляет течь электроны обратно в нулевой провод если у них уже нет мотивации(энергии)лететь как в случае когда они были в фазном проводе?

Не совсем так.
Энергия – это то, что толкает эти электроны через сопротивление лампочки. То есть, генератор на электростанции. Электроны одинаковы, а заставляет их двигаться и отдавать энергию генератор.
Электроны являются носителями энергии, которая передается так: энергия угля/газа/атома – вращение генератора – передача по проводам – световая и тепловая энергия, выделяемая лампочкой.

В случае с магазином люди заставляют улыбаться кассиршу, но деньги ни причём, а толкает их некий мотиватор, который находится за пределами магазина.

Абу Исмаил, здравствуйте! Ваша аналогия магазина с двумя дверьми (вход – выход, фаза-нуль) обычно используется учёными-популяризаторами для объяснения сложных процессов “на пальцах” не ведающим слушателям (и это – похвально!). Но Вы вот предположили, что каждый покупатель отдал ВСЕ свои деньги (энергию) кассирше и всё-таки “продолжают движение ВПЕРЁД”. Стало быть, не отданные деньги (энергия) заставляют продолжать движение (“обезденежных” покупателей), а иной мотиватор. А далее, перейдя к движению электронов, Вы почему-то сделали резкий поворот “… что заставляет течь электроны ОБРАТНО в нулевой провод …”. А почему ОБРАТНО? (то есть НАЗАД, в другую сторону?). Мотиватором направленного движения электронов в ЗАМКНУТОЙ электрической цепи является электрическое поле, создаваемое внешним источником этой цепи. Это как раз то, что заставляет двигаться электроны, независимо от того, сколько они отдали (или не отдали) своей энергии. Вообще-то, на этой странице обсуждаются вопросы ВЫБОРА СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА ДЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА…, где не используются понятия фазного и нулевого проводов.

Ладно…Такой вопрос…Когда говорять про сопротивление трехжильного кабеля длиной 5 метров.Туда-обратно 10 метров.Имеется в виду движение тока только по фазному проводу или фазному с переходом на ноль?

Абу Исмаил! цитата:”Имеется в виду движение тока только по фазному проводу или фазному с переходом на ноль?”. В прошлом моём комменте (цитата): “Вообще-то, на этой странице обсуждаются вопросы ВЫБОРА СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА ДЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА…, где не используются понятия фазного и нулевого проводов”. Может, не стОит отнимать время у администратора сайта, задавая вопросы, в постановке которых заведомо содержится противоречивое, необоснованное или очевидно неистинное предположение, которое существенно затрудняет получение на него прямого ответа («да» или «нет»)?

Здравствуйте,Владимир!Если я не буду спрашивать у знающих людей-я не буду знать.Если бы я знал,и если бы у меня были ответы на интересующие меня вопросы,то я бы не спрашивал.Правильное понимание закономерностей в электрике будет только на пользу.Если на этом сайте собрались только профессионалы из числа знающих электрику,то тогда где ищущие знаний?Если у Вас есть ответы на вопросы,то отвечайте по мере возможностей.

Потоку электронов всё равно, как его обозвал человек – постоянный, переменный, фаза, ноль…
Ему “до лампочки”.

Сопротивление провода зависит только от материала, из которого он сделан – медь, алюминий, золото.

Дают обычно сопротивление одной жилы, т.к. в кабеле их может быть несколько.

Почитайте статью по ссылке в моём комментарии за 7 марта.

Проще понять если сравнить электрическую цепь с трубопроводом. Напряжение это аналог давления воды, сила тока – скорости течения воды. Генератор – насос качающий воду. Давление в трубопроводе распространяется мгновенно как и электрическое поле, а самим молекулам воды от насоса придется добираться долго добираться до потребителя, как и электронам. А если ток переменный то течение воды все время реверсируется туда-сюда.

Далее, если в трубу вставить жиклер – это будет сопротивлением, течение воды во ВСЕЙ трубе замедлиться. Также и в электроцепи уменьшиться сила тока если в нее поставить резистор или лампочку. Соответственно на жиклере будет падение давления, а на лампочке падение напряжения.

Нулевой провод можно представить как канализационную трубу, по которой вода сливается в озеро (аналог заземления). А насос из этого озера качает воду опять в трубопровод.

Добрый день!
Прочитал статью и комментарии, спасибо за информацию!
У меня вот какой вопрос – есть у меня инвертор 12в-220в 2кВт (4кВт в пике), длина кабеля к нему будет около полуметра, многожильный. По вашим таблицам получается нужен 16 мм2 кабель, верно? Либо пару 10 мм2 в параллель?
П.с.

Если взять пик 4 кВт, то ток по первичному напряжению будет 4000/12=333А, а учитывая, что КПД таких устройств невелико (менее 70%), то берём 400А. Такие токи нереальны, учитывая, что должна быть электронная стабилизация на выходе 220В.

Для 2 кВт ток более 180А, по таблице 2 лучше взять 25 квадратов, чтобы максимально использовать источник 12В (аккумулятор).

Реально на практике можно проверить, померяв напряжение на выходах аккумулятора и на входе преобразователя.

Спасибо. Просто в комплекте провода явно тоньше, поэтому подумал, что нужно другие изготовить.
Еще вопрос не совсем по теме, если можно – на этот инвертор мне нужно ограничить ток от бортсети авто, не более 110А (остальное в пиках будет покрывать аккум мощный), соответственно нужно резистор поставить, получилось R=0,12 Ом, сответственно U=13V, W=1430Вт. Верны расчеты? И есть ли такие резисторы?

Денис, здравствуйте! Судя по Вашей ситуации Uвх=13V, Uвых=12V потребуется “погасить” на резисторе Uвх-Uвых=13V-12V=1V.При протекающем токе 110А, сопротивление резистора составит 1V/110A=0,0091 Ом. При этом рассеиваемая резистором мощность составит 1V*1V/0,0091 Ом = 109.8Вт. Резистор с такими данными придётся изготовить, например, из куска медной шины, строго позаботившись о низком переходном сопротивлении его контактов.

Владимир, не совсем так… в автомобильной бортсети 12в это номинал, реально же 13-13.5в, поэтому и писал 13в, т.к. на большой мощности даже 1в дает ощутимую разницу в расчетной силе тока. Соответственно напряжение 13в, ограничить силу тока нужно, не более 110А чтобы протекало, т.к. предохранитель в цепи 120А, соответственно нужно чтобы он не горел ). А падение напряжения – чем меньше, тем лучше.

Считаю, что никакого резистора не надо, итак КПД низкий.
На проводах около пол вольта ещё упадёт.

В инструкции к преобразователю должно быть сказано, скорее всего 13Вольт это нормально.
А ток он берёт, столько сколько надо.

Денис! Мой коммент касался ваших вопросов (29 май 08:46): “Верны расчёты? И есть ли такие резисторы?” Есть такая украинская поговорка: “не мала баба клопоту – купила порося!”.Это выражение означает, что мы сами создаём себе проблемы! Живём себе спокойненько, нет, надо обязательно что-нибудь совершить, чтобы потом разгребать последствия! Удач Вам!

Александр, в том то и дело! Ток инвертор возьмет какой надо, а моя задача ему его ограничить! Может непонятно написал, предохранитель не в инверторе, это предохранитель бортовой сети авто, и нужно чтобы он не сгорал при скачках нагрузки – инвертор то может больше 120А захотеть �� Просто в момент пика работать будет аккумулятор, но в любом случае от бортсети нужно брать не больше 110А

Откуда цифра 120 Ампер?
Что написано в инструкции по поводу входного тока, напряжения, сечения?

Александр, прошу прощения за долгий ответ, был в отъезде.
120А это номинал предохранителя в автомобиле, стоит на плюсовой линии.
В инструкции к инвертору – номинальное напряжение 12В, рабочее 10.5-15В, стандартное использование – с панелями солнечными.
Схема по моему мнению полностью выглядит так:
борт.сеть авто -> предохранитель 120А (штатный) -> (ограничитель тока) -> аккумулятор -> на клеммы аккума подсоединяем инвертор.
Соответственно если нагрузка не превышает 1кВт, все питание идет от бортсети, дальше при пиках (кратковременно) должен вступать в дело аккумулятор, ток от бортсети не должен превышать 110А.
Только вот непонятно мне, если нагрузка будет меньше, ток забираемый от сети тоже, соответственно на резисторе напряжение же упадет? Соответственно мне неправильно посоветовали, что просто резистор нужно ставить, мне нужен контроллер в таком случае? Аналогичный тому, какой используют в солнечных системах, только у меня вместо панелей источником 12В выступает бортовая сеть?

В инверторе есть какие-то настройки или защиты, позволяющие ограничить выходной (и, соответственно, входной) ток?

Я против резистора. Хотя бы потому, что греться он будет, как печка.

Проще резистор не ставить, а просто поставить на выходе автоматический выключатель на 4 Ампера. Он будет ограничивать мощность на уровне 880 Вт. Если ток будет 6 А и мощность 1,3 кВт, то этот автомат выбьет через несколько секунд. Подробнее .

Кстати, что собираетесь питать от инвертора? Не сплит-систему же? Для большинства применений (ноутбук-телефон-телевизор-освещение) мощности 1 кВт хватит точно.

Александр, инвертор купил именно такой мощности, чтобы ее использовать, иначе купил бы ватт на 500 в 5 раз дешевле )
Питать собираюсь – инструмент в поле, использовать как генератор – когда отключают элетричество (сегодня например на 10 часов отрубили, профработы делали). Инвертор с чистым синусом, котел и сплит работать будут.
PS сегодня напрямую подключал для проверки, термопод 800 Вт без проблем работал, вентиляторы инвертора включались периодически.
По резистору – да, не мой вариант, уже понял, спасибо. Видимо мне нужен контроллер, как раз сегодня смотрел инструкцию к инвертору, там схема типового использования с солнечными батареями, там такой контроллер )

Вопрос: какое сечение провода должно быть, если стоит задача запитать инвертор мощностью 1500 Вт от Автомобильного АКБ 12 В? Длина провода 5 метров (инвертор планируется поставить в задней части микроавтобуса).

Чем толще, тем лучше, но реально, чтобы минимизировать потери, нужно не менее 16мм2.

Это будет примерно 0,12 В/м потерь (по формуле или таблице), итого на 10 м (5+5) – около 1,2 В при максимальной мощности.

Нужно подключить насос 1800 вт. Растояние от счетчика 400 м . Пвс 3*2.5 пойдет

Ток порядка 8А.
Смотрим таблицу падения напряжения для 8А, 2,5 мм2.
Падение на 1 метре будет 0,056 В.
Весь путь тока будет 400+400=800 м, значит падение 0,056х800=45 Вольт.
В принципе приемлемо, но возможны проблемы с пуском, т.к. на пусковом токе падение будет ещё больше

Добрый день. Подскажите пожалуйста необходимое сечение кабеля. Купил генератор с электростартером, аккумулятором. Аккумулятор в комплекте с генератором 18 ампер 12 вольт, который хочу демонтировать и установить в дом. Необходимая длинна кабеля для размещения аккумулятора в доме 7 метров. Какого сечения необходимо приобрести кабель, чтобы обеспечить нормальное функционирование стартера генератора на указанном расстоянии? В наличии из личных запасов имеется 2*16 (мм2) медный провод, хватит ли его?

По генератору с автозапуском есть статья .
По Вашему вопросу.
18 Ампер – это что за ток? Допустим, что это ток, который нужен для работы стартера. (хотя, подозреваю, что пусковой ток в несколько раз больше.)
Полная длина – 14 метров. Смотрим таблицу 2. Для тока 20 А и провода 16 мм2 падение на 1 м 0,022В.
14 метров – падение 0,3 Вольта.
Вполне допустимо. Но у меня сомнения в токе, посмотрите в документации.

Спасибо за оперативный ответ. 18 ампер это этикетка на аккумуляторе идущем в комплекте с генератором. В документации ничего о пусковом токе стартера нет. И немного с проводами напутал, 2*14 в наличии. Мало?

В итоге подключил я аккумулятор проводами сечением 14мм длиной 7 метров. При пуске двигателя в блоке автоматического запуска раздается кратковременный щелчок, словно как в машине при севшем аккумуляторе в мороз, после стартер начинает крутить генератор. Это плохо? Можно ли подключить машинный аккумулятор, будет ли лучше? Прошу прощения если вопросы глупые, так как моя специальность диаметрально противоположная электрике, пытаюсь разобраться сам. Помогите.

Подключил машинный, нормально все. Но теперь вопрос, сможет ли генератор подзарядить этот аккумулятор с учетом длины проводов.

Щелчок – нормально, это включается контактор.
Зарядить сможет, поскольку ток зарядки несравнимо меньше тока запуска. И падение напряжения на проводах будет пренебрежимо малым.

Здравствуйте, есть провод 20 метров 6 кв. к нему подключены солнечные панели идет ток через него 20 ампер 24 вольта .
Вопрос :
какое будет падение напряжения и будет ли оно в допуске ? или лучше уже провести толще провод ?

0,058 Вольт на метр. Согласно формуле 4 и таблице 2.
В итоге, при токе 20 Ампер падение на длине 40 метров будет 2,32 В.
Это-теория.

Далее – практика. Ток 20 Ампер – это максимум, и я не знаю, при каких условиях батарея его выдаст и выдаст ли вообще. За счет провода возникают потери. Эти потери сопоставимы с небольшой тучкой на небе. Или слою пыли на батарее.
Другой критерий – время полного заряда аккумулятора. При таком падении аккумулятор зарядится (например) на 15-20 минут позже.

Реальное падение можно узнать, только измерив его вольтметром.

Добрый день. Помогите советом – для игры надо сделать гирлянду, имеющую очень большие размеры – одно плечо 100 м, всего два плеча. Получается длина кабеля 200 м, длина провода 400 м, плечи в принципе можно разделить. И не можем пока решить – делать все это на светодиодах/галогенках и низком постоянном напряжении или все же из-за потерь, которые описываются в статье, выбрать старую добрую переменку и обычные лампы накаливания?

Светодиодные светильники будут минимум по 3 Вт, 9 штук на плечо. Получается потребление 2,25 А на плечо с длиной провода 200м. Никогда не было надобности передать низкое напряжение на такие расстояния и не знаю стоит ли оно того, чтоб с этим мучиться?

Без расчета могу сказать, что при токе 2,25А и напряжении 12В, если использовать провод сечением 2,5 мм2, падение в конце линии будет несущественно (десятые доли вольта). Лучше использовать гибкий одножильный провод.

220В лучше не использовать, на такой длине обязательно где-то коротнет или долбанёт.

Спасибо за совет. Буду думать и обсчитывать))

Доброго дня.
Таблицу 3 может переименовать в “Максимальная длина двухжильного кабеля…” без перерасчета по описанию нельзя однозначно понять какая длина стоит в таблице. Вроде бы двух проводов вместе, а вроде и нет.

Добрый день, Александр!

Пришлите пожалуйста формулу, по которой в таблице 3. (расчет падения напряжения в проводах) расчитывается максимальная длина кабеля (м) для постоянного напряжения 12 В.

С уважением, Дмитрий

Дмитрий, не хватает допустимого падения напряжения. Именно этим измеряется понятие “максимальное” в данном случае.
В таблице 3 это основной параметр.
Кроме того, нужен рабочий ток.

Если 2% падения устроит, пользуйтесь таблицей 3.

Александр/СамЭлектрик, я не спрашивал:
1. Хватает или не хватает.
2. Не <>, а максимальная длина!
Понятие – ничем не измеряется!
Не поняли вопроса, не надо отвечать.
Дмитрий.

Дмитрий! Сударь, на этом сайте )(амство не приветствуется. Не поняли ответа,- живите со своими “понятиями”. Здесь не ликбез, не нравятся вежливые ответы – шерстите на иных подобных сайтах. Вам же вежливо ответили, что понятие максимальная длина является основным параметром таблицы 3. Кстати, ежели Вам не требуется “глобус Тверской области” (чувство юмора приобрести низзя, оно от природы дано), то могу взамен ваших “понятий” наложенным платежом телепортировать карандаш для второго класса школы при наличии у вас 3D-принтера с 12-Вольтовым питанием. Совет: разборки на сайте не приветствуются.

Дмитрий, формула есть в статье, но для её применения в Вашем вопросе не хватает данных, которые, надеюсь, у Вас есть.

Извините, что не так выразился.
Удачи!

Дмитрий, здравствуйте! У меня есть в заначке формула счастья и глобус тверской области. Подойдет для 12 вольтового кабеля? Вышлю за свой счет безвозмездно (то есть даром).

Вас, василий петрович – глобус тверской области, никто, ни о чем не спрашивал.
Дмитрий.

А можно дополнить таблицу 2 сечениями жил проводов 0,5 и 0,75 мм2? Спасибо.

Можно самостоятельно рассчитать, по формуле 4.
Можно поступить проще – столбец для сечения 1 мм (табл.2)
для 0,5 мм2 – разделить на 0,5 (падение напряжения будет в 2 раза больше),
для 0,75 мм2 – разделить на 0,75.

Александр подскажите, купил преобразователь 24в- 220в, чтоб не использовать бортовую проводку хочу подключить напрямую к аккумуляторами, какого сечения мне нужны провода если длинна около 8 метров, мощность инвертора 800 ватт, а потребитель 400 ватная мультиварка

Берём мощность нагрузки 220В 500Вт (с запасом). Тогда, ток будет 500/220=2,3А.

Тогда ток в первичной цепи будет 220/24*2,3=21А
Принимаем КПД преобразователя 0,7. Тогда, реальный ток, потребляемый преобразователем при нагрузке 500 Вт, будет ещё больше – 21/0,7=30А.

Теперь смотрим в таблицу 2.
При токе 30 А, чтобы провод не сильно грелся, нужно сечение провода не менее 4мм2. По таблице, падение напряжения при этом будет 0,1313 В на 1 м. У нас (у Вас) длина 8+8=16м, поэтому падение будет 0,1313*16=2,1В.
То есть, останется примерно 21,9.
По теории, провода должно хватить.

По практике – зависит от качества соединения (переходное сопротивление), реальной мощности, КПД, и др.

Буду благодарен, если напишете, что получилось, и насколько верны мои расчеты.

В школе учился плохо, поэтому вообще не въезжаю, мне главное чтоб работало и не грелось, может лучше взять чуть с запасом, чтоб быть уверенным что не нагреется провод. Спасибо

И ещё вопрос, какой предохранитель поставить на этом проводе.

Здравствуйте! Скажите, я правильно рассчитал: при S=2.5мм2, L=100м., p=0.0175 Ом*мм2/м, I=0.7A у меня вышло падение напряжения U=0.49В. Судя по незначительному значению падения напряжения светильник должен работать, верно!

Если исходные данные верны, то да.
Длина 100 м – это длина кабеля? Или длина проводов туда-обратно?

100м.- это длинна кабеля!

Значит, длина провода = 100+100=200м, и падение будет в 2 раза больше.

Ничего не спрашиваю. Просто спасибо вам.)))

Всегда пожалуйста!
Заходите, если что! ��
Вступайте в группу https://vk.com/samelectric !

Подскажите пожалуйста:
1. Подключаю потребитель 30 Ватт на 12ти вольтную АКБ.В наличии кабель 5 метров 3х1,5. Для минимизации потерь можно ли “+” подключить через две скрученные вместе жилы, а “-” подключить на оставшуюся?

2. По техническим причинам в месте подсоединения можно установить лишь штекер и разьем, у которых “лапки” не предназначены для провода нормального сечения. Поавильно понимаю, что подключение 5 см провода 2х0,5 с последующим переходом на больший чревато лишь небольшими потерями? Продолжать линию тонким проводом при наличии провода потолще смысла нет?
Спасибо!

1. Да. Это уменьшит потери напряжения в полтора раза.-
2. Потери на такой длине будут пренебрежимо малыми. А вот надежность соединения и нагрев этого участка – возможно, будут проблемы. Можно всё сделать тонким проводом, я не знаю насколько критично будет падение (сколько вольт – посчитайте сами, по таблице или формуле).

Александр! По поводу “в полтора раза” перегиб. Отвлечённо (на пальцах): пусть в трёхпроводном кабеле сопротивление каждого провода 1 Ом. При задействовании двух проводов их суммарное сопротивление составляет 2 Ом. При “скручивании двух проводов” в один суммарное сопротивление (вместе с третьим проводом) составит 1:2+1= 1,5 Ом. Отношение 2:1,5 никак не равно полуторам. Аргумент: 1 и 3 в периоде принимаем за полтора (округляем) не в счёт. Удвоение сечения только одного провода – полумера (“где тонко – там и рвётся…”). Причём, Ваш тёзка привилегирует +-вой провод, хотя, “по барабану” какой (особенно на переменном токе).

Скажите пожалуйста, если у меня RGB лента, у нее как известно 4 провода, один + и три -, как быть с сечением проводов? Они должны быть одинаковых размеров? Если да, то длину в таблице 3 делим на 2? Есть совсем маленький участок цепи где 24А, 12В, далее разветвление на 4 участка, где два из них имеют длину проводов по 5 метров.

по “плюсу” теоретически ток может быть в 3 раза больше, чем по трём остальным.

Но. Браться за расчеты нужно, только если питающая линия от БП до ленты больше 30 м. Во всех остальных случаях 1,5 мм2 хватит с головой.

Но. У вас какая-то супер-лента. Маленький участок – 24х12=228Вт?! Тут если такой ток, нужно выбирать не из падения, а из нагрева .

Допустим сама rgb лента располагается в 5 метрах от источника, ее потребление 6А, допускаем падение напряжения в пределах 2%, получаем площадь сечения кабеля 2,12 мм2. Если взять 4 провода по 0.75 мм2 этого разве не будет достаточно? Или как то нужно раскидать площадь этого сечения между 4 проводами? Если ток в три раза больше по плюсу, то и его сечение в 3 раза больше?

6А делим на три. Получаем 2А на канал (R, G и B). На Ваших 5 метров хватит по каждому из каналов 0,5 кв.мм и общий в полтора кв.мм. Это с огромным запасом! Практически – хватит и меньше. У меня как галимая китайская лента так и дорогая немецкая работают от 9 вольт (это около 30 % от 12 вольт). Три вольта из 12 Вы не потеряете точно на Ваших пяти метрах длинны, даже если будете использовать кабель в 0,5 кв.мм из меди! Но для успокоения гляньте сюда:
https://samelectric.ru/komponenty/vy-bor-secheniya-provoda-dlya-postoyannogo-toka.html

при длине кабеля 4 метра 20 см для тока 6 ампер хватит 0,75 кв.мм. Это для общего “толстого” провода. А для каждого из каналов хватит 0,35 кв.мм. Это если Вы будете использовать белый свет (три канала одновременно и постоянно).На 7 метров берите 1 кв.мм.

Знаю, что ленты и от кроны могут работать, но мне важно чтобы падение напряжения было минимальным, так как параллельно у меня будет запитана еще одна лента сразу от источника, получается вторая лента как бы продолжение первой, вот и думаю какое бы подобрать сечение, чтобы яркость на конце первой и начале второй ленты была сопоставимой. Спасибо за комментарий, буду брать 0.75 мм2, а там поглядим.

А таблица составлена для одножильного провода? Ведь для многожильного провода с тем же сечением пропускная способность выше а сопротивление ниже, т.к. площадь поверхности проводника увеличивается за счет множества жил, а ток течет по поверхности проводника.
Если я прав то многожильный провод нужен с меньшим сечением для тех же токов, что и одножильный. На сколько тоньше, как это посчитать?
Спасибо заранее.

Расчет для постоянного тока, а в этом случае ток течет по всему сечению одинаково.
Этот эффект (скин-эффект) начинает проявляться на высоких частотах, гораздо выше 50 Гц.

Дмитрий! Ваше утверждение верно для силовых (50Гц) кабелей большого сечения.

Александр, добрый день. Скажите, пожалуйста, для монтажа 2-х электровентиляторов охлаждения на автомобиль какого сечения нужен провод и номинал предохранителя. Мощность потребителей 110 вт. каждый. Вольтаж сети 12 вт. Подключение каждого через реле 30 А от своего температурного датчика. Длина провода туда-обратно 5м. Подача плюса на реле с АКБ и с замка зажигания. Хватит 2.5 квадрата и 20 А.

Да, хватит провода без проблем. Нагрев и падение напряжения будут ничтожны.
Подробнее см. таблицы в статье.

Александр,добрый день!Подскажите пожалуйста,какой кабель (по возможности марку и сечение)необходим для подключения нагрузки 350 кВт постоянного тока(I=500A/U=1000B

длина кабеля 10 м

Нужно определиться с током. 350 кВт 1000 В это не 500 А.
Что за нагрузка? Сварка или длительный ток?
Какое допустимое падение напряжения?
10 м – это длина кабельной линии, т.е. длина двух проводов 20м?

Александр,это зарядное устройство способное выдавать до 700 А и 920 В,длительный ток,длина каждого провода 10 м.падение напряжения (не знаю,но лучше принять его минимально возможным).Очень жду Вашего ответа.Спасибо.

Во первых, на таком напряжении падение не так важно, примем его за 4%.
Но для начала выбираем провод по допустимому току.
Согласно знаменитой таблице ПУЭ 1.3.4 , для тока 385А (один провод, открыто проложенный, самые хорошие условия) подходит сечение 120 мм2. Лучше взять два параллельных провода, поскольку один на 240 мм2 очень тяжело монтировать. Итого – 4 провода, каждый по 10 м.
На каждый полюс будет по 2 провода, ток теоретически до 780 А. На этом токе провода при длительной работе будут тёплыми (около 40гр.), что нормально.
Провод оптимально выбрать КГ 1х120.

Важно понимать, что самое слабое место в этой системе будет не провод, а места его подключения – наконечники, клеммы, и т.д. Поэтому подключение надо выполнить максимально качественно.

Теперь посчитаем падение напряжения.
Используем формулу (4).
Имеем: длина – 20 м,
сечение – 240 мм2,
ток – 700 А.
Получаем: U = ((0,0175 х 20) / 240) х 700 = 1 В.
То есть, пренебрежимо мало.
Если бы напряжение было 12В, это уже почти 10 %, что ощутимо.

Буду благодарен, если, следуя моим советам, подключите ЗУ, измерите реальное падение, и напишете в комментарии, что получилось.

Если провода уложены близко и в коробе то лучше взять КГ 150.
По наконечникам согласен они горят в первую очередь.

Александр,благодарю за консультацию.Мы готовимся к реализации проекта,хотелось услышать компетентное мнение практика.Если все-таки остановимся на вашем варианте,обязательно отпишусь по реальному падению напряжения.Мы склонялись к прокладке четырех кабелей КГ 1Х70. Валентин Петрович,тоже спасибо!

P.S.Четырех кабелей КГ 1Х70,естественно,на каждый полюс.

Это 4х70=280 мм2, с небольшим запасом. Удачи и жду отзыва!

Александр, добрый день! Нужно Ваше экспертное мнение. При снятии показаний счетчика более 10 лет подряд генерация реактивной электроэнергии в сеть энергосистемы была стабильной и равнялась 2.35, сегодня она равняется 2.49, с чем это может быть связано и чем чревато ?!Это Кинотеатр. Трехфазных нагрузок (Эл. двигателей и т.д.почти нет). Может быть дело в неравномерной нагрузки фаз(перекосе)? Заранее спасибо!

По-моему я нашёл ответ – не давно все лампы накаливания(их очень много) были заменены на светодиодные и энергосберегающие. Не так ли?

Извините, вопрос задал здесь, а не в рубрике- счетчики

Добрый день,такой вопрос :есть кабельная линия порядка 80 м и сечением 2.5мм2,были подключены светильники 220 с трансф внутри,требуется заменить на светильники 24 в(10вт),если в щитовой поставить транс с выходом на 24в и 6.3 А будеут ли потери критичны,на самих светильника сечение кабеля0.75, мм2,(15светильников),заранее спасибо

Критичны потери или нет – это определяете вы сами.
Например, для кого-то 10% потерь это нормально, а некоторых и 2% не устраивает.
Расчитать потери (падение) можно по формулам и таблицам, приведенным в статье.
Нужно взять предельный случай – все светильники принять за одну нагрузку, и “повесить её” на конце линии. В результате получите ток, из которого можно получить падение.
Если по сложному, то нужно считать схему и каждый участок отдельно.

Александр, здравстуйте! Помогите пожалуйста решить задачу по автоэлектрике. “Какую максимальную силу тока может пропускать провода сечением1.5мм2, и 2.5мм2 при температуре 20°С?”

23 и 30 А. Это если коротко. Таблица выбора провода 1.3.4 из ПУЭ, приведена здесь .

Александр, добрый день! Прошу Вашей помощи в разрешении моей проблемы с установкой нового кондиционера.
Существует старая замурованная в стены и пол проводка с трубами для кондиционера сечением 1,5 мм2. Длина линии от внещнего блока до внутреннего около 17 метров. Раньше от одного блока к другому передавалось 220в и проблем не было. А сейчас при монтаже нового внутреннего блока при подключении проводки обнаружил надпись на клемной колодке 35V DC. Это означает, что БП установленный во внешнем блоке будет питать внутренный блок постоянным напряжением. Согласно сервис-мануалу внутренний модуль потребляет не более 40Вт мощности.
Достаточно ли сечения замурованного кабеля или же нужно заново прокладывать более толстый кабель?
Спасибо.

Не слышал про такие кондиционеры.
Тем не менее, это будет ток около 1 А, провода хватит вполне.

Это инверторный Hitachi (до него стоял инверторный Panasonic с нормальным питанием).
На многих сайтах по продаже этих моделей кондиционеров есть ошибочная информация о том, что внутренний блок питается от 220В. На эту информацию и ориентировался при выборе устройства. Но только после покупки при прочтении инструкции для установщиков, которая шла с внутреним блоком, увидел насторожившую меня информацию о рекомендуемом сечении кабеля:
до 6м – 1,5мм2, до 15м – 2,5мм2, до 25м – 4мм2. Я сначала подумал, что это для питания всего кондиционера, а потом, когда прочитал надписи на клемнике внутреннего блока, появилось непреодолимое желание сдать аппарат обратно в магазин.
Пару дней изучал интернет, вспоминая азы электротехники, пока не попал на Ваш форум. Надеюсь, что просадка напряжения менее 1В не помешает кондиционеру исправно функционировать, а провод, в свою очередь, греться не будет.

Да, тут весь вопрос в просадке. И даже 1В вполне допустим, т.к. внутри есть стабилизатор.

Александр, добрый день! Скажите пожалуйста как учитывать выбор сечения провода для автомобильных жгутов (кол. проводов в пучке 30 шт), и температуре +80 гр С? Спасибо.

Первым делом, надо знать ток. А максимальный ток можно оценить по номиналу предохранителя в цепи.
Но по автоэлектрике я не спец.

Скажите, какие параметры нужно знать, чтобы сделать такой расчет:
напряжение постоянное 400/800В, мощность до 450 кВт, длина от источника питания до 10м. Какое сечение провода нужно? и какой будет ток на выходе?

Ток по закону Ома.
Ток во всех участках цепи по 1-му закону Кирхгофа.
Падение напряжения исходя из тока и удельного сопротивления.

Все формулы с примерами в статье.

0,0175 Ом·мм²/м откуда Вы взяли это значение? я нашел только ГОСТ 22483-2012 таблица 5.1.2 и согласно ему получается 0,0181 Ом·мм²/м

Честно, сейчас уже не помню – где-то прочитал. Возможно, это был старый ГОСТ.

Понятно, что лучший вариант – измерить самому.
Кроме того, нужно учитывать, что есть медь, а есть медный сплав, применяемый в проводах.

ρ=0,0175 Om•mm²/m (=1/57) теоретическое значение для “чистой” Cu. В “древней” (1968г) книге указано значение ρ=1/48=0,021 Om•mm²/m для обмоток электрических машин (то есть практически “чистой” меди).С учётом что современные кабели (шнуры, провода)практически изготавливаются из менее “чистой” так называемой меди (фактически из медного сплава, не вспоминая изготовленных в PRC) и зачастую “чуть заниженного” сечения, значение R неизбежно придётся увеличить (в том числе при нагреве провода при t°>20°C). Не в обиду сайтовладельца: таблицы выше носят иллюстративный характер, хотя автор и предупреждал в статье своей, что (извини за аллегорию) надписи на айфоне Gold и Silver – это не Au и Ag, а цвет – золотистый и серебристый.

Добрый день, имеется источник питания, и сами потребители этого питания (светодиодные ленты), между источником питания и потребителями – расстояние порядка 2-3 метров(4-6, если учесть туда/обратно), течь ток будет средним около 15-20A, максимальный – 35-40A(редкий).

Блок питания выдаёт около 12.3В. Лента кушает 12, думаю просадка в 0.2В при большой нагрузке в 30-40A вполне допустима. То-есть Сечение в 4×1.5(По 2 в каждую сторону, так сказать) будет достаточно?.

И тут же вытекает второй вопрос, о самих потребителях. Разбил на 4 части по, примерно, 5.5 метра, свет. ленты., то-есть примерная нагрузка на каждую будет максимально 10A, а в среднем по 5, для дорожек ленты, этого явно перебор, излишний нагрев. Думаю продублировать питание проводом по-соседству, хватит ли 2×1.5кв(по одному на V+ и Gnd)?. Ах да, у самой ленты длина ещё 5м., но сколько на ней квадратов, так сказать, не-известно, что-бы хотя-бы примерно подсчитать:D

Лично для меня, неизвестно ещё какая просадка в напряжении для самой ленты допустима, что-бы она не перешла в красный оттенок(Rgb) при включении белого цвета.
Извиняюсь за беспокойство.

Вячеслав, всё правильно, но по просадке напряжения на таких токах затрудняюсь сказать – нужно посчитать.
Просадка будет по любому, это нужно корректировать при помощи регулятора напряжения, который должен быть в БП.

Добрый день! А как будут рассчитываться понижающие коэффициенты для проводов постоянного тока при их совместной прокладке? Допустимо ли к ним применять соответствующий раздел ПУЭ? Почему такой вопрос – слышал мнение, что при совместной прокладке нагрев проводников переменного тока происходит из-за их взаимного влияния друг на друга с учетом характера тока (переменный).

Добрый!
Да, характер влияния немного разный. В переменном это проявляется в виде наводки (как в обмотках трансформатора).
Но такое влияние минимальное, и в смысле нагрева им можно пренебречь.
Тепловое действие переменного напряжения (действующее значение 220В) синусоидальной формы и постоянного напряжения 220В одинаково. Конечно, при одинаковом токе. Поэтому считаю, что понижающие коэффициенты будут одинаковы.
Но если есть гармоники (например, при применении ПЧ), это дает дополнительный нагрев.

Добрый день Александр.
Подскажите пожалуиста,в доме все бп расположены в электро щите. Расстояние до дальней подсветки 12в (мощность 300вт) около 50 метров. Для нагрузки 300вт, бп берем 400вт. Кабель 2х1,5 уже не подойдёт? Если взять 2х2,5?

Олег, здравствуйте! Отличный вопрос по теме статьи!
Подойдет или нет, зависит от допустимого падения напряжения, и связанным с этим падением яркости. Падение само по себе тоже не так и плохо – уменьшается нагрузка на БП (увеличивается сопротивление нагрузки), и увеличивается срок службы БП и ленты.
Давайте посчитаем.
Если нагрузки нет, на конце кабеля 50 м будет такое же напряжение, как и в начале – 12 В.
Если ток нагрузки равен 300/12=25А, то 1,5 мм2 не подойдет уже по допустимому току. А падение на нем будет (Табл.2) 0,29*50*2 = 29В))), что ни в какие рамки не лезет.
Поэтому идем от обратного – берем сечение и смотрим, какое будет падение. По той же таблице 2, для только для сечения 25 мм2 будет приемлемое падение напряжения – 1,75 В, на ленте будет 10,25В.

Само собой, такая система будет золотой, и неудобной в монтаже.
Поэтому единственный выход – установить БП как можно ближе к ленте. Так обычно и делают с такой нагрузкой. Например, если расстояние будет 1 м, то для кабеля 2,5 мм2 падение будет 0,35 В. Ленте достанется 11,65 В, что вполне приемлемо, и может быть скомпенсировано поднятием напряжения на выходе БП (в большинстве БП есть регулировка).

Напишите, что решили и что получилось!

Александр, здравствуйте!
Отличная статья! Пара вопросов:
1. Откуда в таблице 2 данные о перегреве? Вы высчитали нагрев из значений падения напряжения? Или просто отметили красным то, что выше максимальных токов в соответствии с вашей таблицей из https://samelectric.ru/spravka/ploshhad-secheniya-provodov.html ?
2. Почему в таблице 3 вы решили использовать 2% за основу? Это связано с необходимым током для конечных потребителей? Насколько я понимаю, если у источника питания достаточно мощности, он просто повысит силу тока. И здесь уже будет гораздо важнее рассчитать максимальную силу тока, чтобы не допустить перегрев.

Попробую объяснить что имею ввиду. Из таблицы 2 мы знаем, что потеря напряжения для 1 метра 6мм2 провода = 0,0875В. Допустим, нас интересует кабель длиной 2м (в таблице 3 указана макс длина 1,4м; я взял 2м чтобы было нагляднее и проще считать). Чтобы привести в соответствие с таблицей 2, где указана длина провода, умножим 2 на 2 = 4м. То есть напряжение на стороне потребителя будет 12 – 4 * 0,0875 = 11,65В. Допустим, нас интересует ток 30А. При отсутствии сопротивления мощность бы составила 30 * 12 = 360Вт. А учитывая падение напряжения ток будет таким: 360 / 11,65 = 30,901А. Это ГОРАЗДО ниже того, что допустимо для провода 6 мм2, а в таблице 3 маскимальная длина – 1.4 метра (2.8 для провода).

То есть если нужно рассчитать сечение кабеля, зная длину и мощность автомобильного инвертора пользоваться таблицей 3 нецелесообразно. Генератор автомобиля будет повышать силу тока, чтобы компенсировать падение напряжения, и вот здесь было бы лучше знать как не превысить силу тока, чтобы кабель не грелся.

Прошу прощения, если я неправильно считаю и буду очень признателен, если исправите меня.
Спасибо за статью и заранее спасибо за ответ

Андрей, здравствуйте!
1. Провод нагревается всегда, когда по нему протекает любой ток. Но если ток превышает максимально допустимый (ПУЭ, табл.1.3.4), он будет греться слишком сильно, и срок его службы может сократиться.
2. 2% я взял для примера, в формулу можно подставить и другое значение. Блок питания ток повысить не может и не должен, ток зависит от сопротивления проводов и нагрузки.
“Генератор автомобиля будет повышать силу тока” – не будет. Можно повысить напряжение, но это “скользкая дорожка”.
“Это ГОРАЗДО ниже того, что допустимо для провода” – верно. Провод выбран не только (не столько) по допустимому току, а по допустимому падению напряжения.

я кстати провел эксперимент на эту тему.
Взял блок питания на 350вт и ленту на 215вт
при длине проводника(1,5мм) 55м- просадка по напряжению было 3в
при длине проводника(1,5мм) 30м- 1,76в
так что как то так

День добрый!Подскажите сеч. провода для подключения дач. домика расстояние от источ.250м.,и как накладно мне будет счётчик устан. у источника(на столбу от которого запитаюсь)?Буду очень благодарен!

250 м – это очень большое расстояние для индивидуального подключения. Учитывая, что тут большую роль будет играть падение напряжения, рекомендую минимум провод СИП 2х16 (алюминий), или медь 2х6.
СИП – более простой, правильный и дешевый вариант. Про его подключение рассказал тут.
При этом мощность должна быть не более 3,5 кВт, а номинал вводного автомата – 16А. Если превысить эти значения, могут быть проблемы с большим падением напряжения, и автоматы не будут отрабатывать при перегрузке и КЗ. Групповые автоматы лучше ставить с характеристикой “В”. Почему – писал тут.

Похожие публикации:

Какое значение переменного напряжения измеряет мультиметр
Cpu fan что это
Кто отвечает за работу с персоналом на энергообъекте
Как проверить гнездо зарядки телефона на исправность

Что такое падение напряжения

Поток электрического тока, каким бы сильным он не был, испытывает сопротивление со стороны электрических цепей. Из-за этого расходуется энергия, что существенно усложняет работу тока. Расход энергии приводит к снижению напряжения, а в профессиональной терминологии это явление называется падением напряжения.

Типичная электросеть поселка

Почему напряжение падает

Падением напряжения на линии или его провалом называют состояние, когда показатели опускаются ниже порогового значения. Отклонение по ГОСТ32144–2013 не должно превышать 10%. Более требовательны к характеристикам электроэнергии предприятия, на которых используются мощные установки, но и простой потребитель в частном доме может заметить потускневшие лампочки и другие проблемы, связанные с низким напряжением в розетке.

Электрическая сеть рассчитана на определенную мощность. Каждый подключенный прибор потребляет энергию. Если подключить слишком много устройств к сети, то суммарная мощность может превысить норму. В результате произойдет падение линейного напряжения под нагрузкой.

Просадка напряжения в сети случается и при запуске установок. Пусковые токи, как правило, выше рабочих, что может вызвать временное ухудшение показателей в линии. Случается, что напряжение проседает и по вине поставщиков, когда из-за проблем на линии итоговое значение в розетке ниже, чем заявленные 220 В. Негативно сказываются на стабильности сети короткие замыкания или иные повреждения.

Причины снижения напряжения связаны с наличием сопротивлений, индуктивностей и емкостей в замкнутой цепи. Когда ток встречается с каким-либо элементом, напряжение питания падает, и это падение будет тем больше, чем больше реактивное сопротивление.

Падение напряжения на резисторе

В реальных цепях в качестве сопротивлений выступают осветительные приборы, бытовая техника, производственное оборудование и прочие потребители. При их включении электрическая энергия рассеивается, и напряжение в цепи снижается. Как правило, при этом выделяется тепло.

Формула, используемая для расчета падения напряжения на сопротивлении, связана с законом Ома. Она позволяет рассчитать ток, учитывая напряжение и импеданс элемента в цепи.

Закон Ома

Формула подходит для любого отдельно взятого сопротивления. Но для цепи, состоящей из нескольких элементов, потребуется учесть особенности их соединения.

В случае последовательного подключения резисторов их сопротивления складываются, а напряжение делится между ними.

Последовательное соединение элементов

Найти падение напряжения на каждом из резисторов можно с помощью таких уравнений:

Формулы для определения ПН

Если элементы соединены параллельно, то сложить следует проводимости. Проводимость — это величина обратная сопротивлению, которую в теории цепей используют реже. Для вычисления полного сопротивления используется выражение:

Вычисление полного сопротивления

При параллельном соединении элементов напряжение на каждом из них упадет на одинаковую величину, независимо от значения сопротивления. То есть, чтобы узнать падение напряжения на каком-либо резисторе, надо общее напряжение разделить на количество резисторов.

Параллельное соединение

Чтобы вычислить снижение напряжения в сложной электроцепи, нужно ее разделить на простые участки, а затем рассчитать каждый участок, учитывая вариант соединения элементов.

Падение напряжения в длинном проводнике

Когда требуется передавать энергию на расстояние, то следует учитывать потери при этом. В рабочем режиме допускается не более 5% потерь напряжения в кабеле. Поэтому для кабелей используются материалы, параметры которых позволяют минимизировать расходы. Но поскольку протяженность провода значительна, то следует понять, сколько энергии будет рассеяно на определенной длине. Сопротивление материала в зависимости от длины и сечения можно определить при помощи следующей формулы:

Расчет сопротивления

В этой формуле учтена длина (l) и сечение кабеля (S), а также указано удельное сопротивление материала, которое может зависеть от температуры.

Если провод выбран неверно, то это станет причиной больших потерь энергии, и оборудование будет работать не на полную мощность. Это особенно актуально при использовании постоянного тока и маломощных источников напряжения. Например, при питании 12 В потеря уже одного вольта будет критической.

Посчитать просадку напряжения для цепи, питающейся постоянным током, можно с помощью следующего алгоритма:

Расчет при использовании постоянного тока

При использовании переменного тока необходимо учитывать активное и реактивное сопротивление кабеля, вместе образующих комплексное сопротивление, а также мощность. Для расчетов используется следующая формула:

Расчет ПН при использовании переменного тока

Оптимальную нагрузку в трехфазной сети переменного тока можно обеспечить при условии, что каждая фаза будет нагружена равномерно. Потерю напряжения в каждом проводе определим с помощью формулы, учитывающей индуктивное сопротивление провода:

ПН в каждом проводе трехфазной сети

Алгоритм расчета падения напряжения в проводах при использовании трехфазного переменного тока выглядит так:

Расчет потерь при трехфазном переменном токе

Если нужно узнать падение напряжения на кабеле, расчет удобно выполнять, используя специальные таблицы или онлайн-калькулятор. Определить данный параметр можно и с помощью замеров. Для этого следует:

Порядок выполнения замеров

Излишнее рассеивание энергии в проводах может стать причиной существенных потерь электроэнергии, сильного нагрева провода и повреждения его изоляции, а это уже представляет опасность для жизни людей.

Как рассчитать падение напряжения на участке цепи постоянного тока

Как рассчитать падение напряжения по длине кабеля по формуле и таблице

Через работу и заряд

Расчёт сопротивления

Последовательное подключение

Параллельное подключение

Потери напряжения

К чему приводит потеря напряжения

От чего зависит потеря

Допустимые значения

Формулы

Как определить потерю напряжения

Примеры расчётов

Таблица с частыми значениями

Выбор кабеля

Видео

Закон Ома для участка цепи

Как рассчитать падение напряжения на участке цепи постоянного тока

Что означает падение напряжения

Потенциал

От уменьшения потенциала к падению напряжения

Как рассчитать

Через силу тока и сопротивление

Через мощность и силу тока

К чему приводит потеря напряжения

От чего зависит

Допустимые значения

Как понизить напряжение с помощью резистора

Заключение

Как рассчитать падение напряжения на резисторах?

Основы электротехники

Два типа схем в электротехнике

Последовательная цепь

Параллельная цепь

Падение напряжения в последовательной цепи

Падение напряжения в параллельной цепи

Как рассчитать сопротивление резистора для понижения тока

Физическое определение

Значение сопротивления

Импеданс резистора

Характеристика мощности резистора

Схема делителя напряжения на резисторах

Как рассчитать сопротивление для понижения напряжения: формула падения на резисторе

Значение сопротивления

Импеданс резистора

Параллельное соединение

Последовательное включение

Расчёт делителя напряжения

Определение силы тока на резисторе при разных типах соединения

Как понизить напряжение с помощью резистора

Подбор резистора для понижения напряжения

Какое напряжение после резистора

Пример с лампочкой

Единица измерения сопротивления резистора

Закон Ома для электрической цепи

Характеристика мощности резистора

Расчет мощности резистора

Соединение резисторов

Расчет падения напряжения на проводах

Падение напряжения на проводе

Сопротивление медного провода постоянному току

Расчет падения напряжения на проводе для постоянного тока

Как пользоваться таблицей выбора сечения?

Вывод по выбору сечения провода для постоянного напряжения:

Рекомендую похожие статьи:

Что такое падение напряжения

Почему напряжение падает

Падение напряжения на резисторе

Падение напряжения в длинном проводнике

Добавить комментарий Отменить ответ