ฉันจะคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกบนสายที่กำหนดแรงดันไฟฟ้าและกระแสได้อย่างไร ฉันจะคาดหวังเกี่ยวกับแรงดันตกเพื่อให้โหลดสุดท้ายมีแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องได้อย่างไร

อะไรคือการสูญเสียพลังงาน?

ถ้าฉันไม่รู้ความต้านทานของลวด แต่ AWG ( American Wire Gauge ) และความยาวจะเป็นอย่างไร

แรงดันไฟฟ้าตก

คุณต้องเห็นลวดเป็นตัวต้านทานอื่นที่อยู่ในอนุกรม แทนที่จะเป็นเช่นนี้ความต้านทานเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดัน ...$\text{R}_{\text{load}}$$\text{V}$

คุณจะเห็นว่ามันเป็นความต้านทานเชื่อมต่อผ่านสายสองเส้นที่มีความต้านทานไปยังแหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดัน :$\text{R}_{\text{load}}$$\text{R}_{\text{wire}}$$\text{V}$

ตอนนี้เราสามารถใช้โดยที่หมายถึงแรงดันไฟฟ้าสำหรับกระแสและสำหรับความต้านทาน$\text{V} = \text{I}\cdot{}\text{R}$$\text{V}$$\text{I}$$\text{R}$

ตัวอย่าง

สมมติว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับวงจร{V} เท่ากับและความต้านทานคือ (ถ้าคุณไม่รู้ความต้านทานของลวด ดูด้านล่างที่ "การคำนวณความต้านทานของเส้นลวด") ตอนแรกเราคำนวณกระแสผ่านวงจรโดยใช้ :$5\text{V}$$\text{R}_{\text{load}}$$250\Omega$$\text{R}_{\text{wire}}$$2.5\Omega$$\text{I}=\dfrac{\text{V}}{\text{R}}$$\text{I}=\dfrac{5}{250+2\cdot2.5}=\dfrac{5}{255}=0.01961\text{A}=19.61\text{mA}$

ตอนนี้เราต้องการทราบว่าแรงดันไฟฟ้าตกบนเส้นใดเส้นหนึ่งที่ใช้ :$\text{V}=\text{I}\cdot{}\text{R}$$\text{V}=0.01961\cdot2.5=0.049025V=49.025\text{mV}$

นอกจากนี้เรายังสามารถคำนวณแรงดันเกินด้วยวิธีเดียวกัน:$\text{R}_{\text{load}}$$\text{V}=0.01961\cdot250=4.9025\text{V}$

การคาดการณ์การสูญเสียแรงดัน

ถ้าเราต้องการจริงๆแรงดันไฟฟ้าของมากกว่า ? เราจะมีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้แรงดันไฟฟ้ามากกว่าจะกลายเป็น{V}$5\text{V}$$\text{R}_{\text{load}}$$\text{V}$$\text{R}_{\text{load}}$$5\text{V}$

ตอนแรกเราจะคำนวณกระแสผ่าน :$\text{R}_{\text{load}}$$\text{I}_{\text{load}} = \dfrac{\text{V}_{\text{load}}}{\text{R}_{\text{load}}} = \dfrac{5}{250} = 0.02\text{A} = 20\text{mA}$

เนื่องจากเรากำลังพูดถึงแนวต้านในอนุกรมกระแสจึงเหมือนกันในวงจรทั้งหมด ดังนั้นในปัจจุบันแหล่งพลังงานที่มีการให้เท่ากับ{โหลด}} เรารู้อยู่แล้วต้านทานรวมของวงจร:255 ตอนนี้เราสามารถคำนวณแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการโดยใช้ :$\text{I}$$\text{I}_{\text{load}}$$\text{R} = 250 + 2\cdot2.5 = 255\Omega$$\text{V}=\text{I}\cdot{}\text{R}$$\text{V}=0.02\cdot255=5.1\text{V}$

การสูญเสียพลังงาน

จะเป็นอย่างไรถ้าเราต้องการที่จะรู้ว่าพลังงานจะหายไปในสายไฟมากแค่ไหน? โดยทั่วไปเราใช้โดยที่หมายถึงพลังงานสำหรับแรงดันไฟฟ้าและสำหรับกระแสไฟฟ้า .$\text{P}=\text{V}\cdot{}\text{I}$$\text{P}$$\text{V}$$\text{I}$

ดังนั้นสิ่งเดียวที่เราต้องทำคือเติมค่าที่ถูกต้องในสูตร

ตัวอย่าง

เราอีกครั้งใช้แหล่งจ่ายไฟกับและสองสายของแต่ละ แรงดันมากกว่าหนึ่งชิ้นส่วนของลวดจะเป็นคำนวณข้างต้น{V} ปัจจุบันผ่านวงจรเป็น{A}$5\text{V}$$250\Omega$ $\text{R}_{\text{load}}$$2.5\Omega$$0.049025\text{V}$$0.01961\text{A}$

ตอนนี้เราสามารถคำนวณการสูญเสียพลังงานในสายเดียว:$\text{P}_{\text{wire}} = 0.049025\cdot0.01961 = 0.00096138\text{W} = 0.96138\text{mW}$

การคำนวณความต้านทานของเส้นลวด

ในหลายกรณีเราจะทราบความยาวของเส้นลวดและ AWG ( American Wire Gauge ) ของเส้นลวด แต่ไม่ใช่ความต้านทาน มันง่ายที่จะคำนวณความต้านทาน$l$

Wikipedia มีรายการข้อกำหนด AWG ที่มีอยู่ที่นี่ซึ่งรวมถึงความต้านทานต่อเมตรในหน่วยโอห์มต่อกิโลเมตรหรือมิลลิวินาทีต่อเมตร พวกเขายังมีต่อกิโลกรัมหรือฟุต

เราสามารถคำนวณความต้านทานของเส้นลวดโดยการคูณความยาวของเส้นลวดด้วยความต้านทานต่อเมตร$\text{R}_{\text{wire}}$

ตัวอย่าง

เรามีของสาย 20AWG อะไรคือความต้านทานรวม?$500\text{m}$

$\text{R}_{\text{wire}} = 0.5\text{km} \cdot 33.31\Omega/\text{km} = 16.655\Omega$