Berechnung des Spannungsabfalls und des Leistungsverlusts in Drähten


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Wie berechne ich den Spannungsabfall über Drähten bei einer Versorgungsspannung und einem Strom? Wie rechne ich mit einem Spannungsabfall, damit die Endlast die richtige Versorgungsspannung hat?

Was wird der Stromausfall sein?

Was ist, wenn ich den Widerstand des Drahtes, aber das AWG ( American Wire Gauge ) und die Länge nicht kenne ?

Antworten:


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Spannungsabfall

Sie müssen einen Draht als einen anderen in Reihe geschalteten Widerstand sehen. Stattdessen wird eine Last des Widerstands an eine Stromversorgung mit der Spannung V ...RloadV

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie sollten es so sehen, eine Widerstands- die über zwei Drähte mit Widerstands- R- Draht an eine Stromversorgung mit der Spannung V angeschlossen ist :RloadRwireV

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Jetzt können wir wobei V für Spannung steht, I für Strom und R für Widerstand.V=IRVIR

Ein Beispiel

Nehmen wir an , die Spannung an die Schaltung angelegt ist . R Last gleich 250 Ω und der Widerstand R Draht ist 2,5 Ω (wenn Sie den Widerstand des Drahtes nicht kennen, siehe unten bei „Berechnung der Widerstand eines Drahtes“). Zuerst berechnen wir den Strom durch die Schaltung mit I = V.5VRload250ΩRwire2.5Ω :I=5I=VRI=5250+22.5=5255=0.01961A=19.61mA

Nun wollen wir wissen, wie hoch der Spannungsabfall an einem Drahtstück mit : V = 0,01961 2,5 = 0,049025 V = 49,025 mVV=IRV=0.019612.5=0.049025V=49.025mV

Auf die gleiche Weise können wir auch die Spannung über der berechnen : V = 0,01961 250 = 4,9025 V.RloadV=0.01961250=4.9025V

Spannungsverlust antizipieren

Was ist, wenn wir wirklich eine Spannung von über der R- Last benötigen ? Wir werden die Spannung ändern müssen V von der Stromversorgung , so dass die Spannung über R Last geworden 5 V .5VRloadVRload5V

Zuerst berechnen wir den Strom durch : I Last = V LastRloadIload=VloadRload=5250=0.02A=20mA

IIloadR=250+22.5=255ΩV=IRV=0.02255=5.1V


Leistungsverlust

P=VIPVI

Wir müssen also nur die richtigen Werte in die Formel eingeben.

Ein Beispiel

5V250Ω Rload2.5Ω0.049025V0.01961A

Pwire=0.0490250.01961=0.00096138W=0.96138mW


Berechnung des Widerstands eines Drahtes

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Wikipedia hat eine Liste von AWG - Spezifikationen finden Sie hier , die den Widerstand pro Meter in Ohm pro Kilometer oder milliOhm pro Meter beinhaltet. Sie haben es auch pro Kilofeet oder Fuß.

Rwire

Ein Beispiel

500m

Rwire=0.5km33.31Ω/km=16.655Ω


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Beachten Sie, dass dies vom Material abhängt, aus dem die Drähte hergestellt werden. Kupfer ist am häufigsten anzutreffen, daher ist es wahrscheinlich am einfachsten, Informationen zu finden. Aluminium wird auch zur Stromverteilung verwendet. Nichrome wird oft verwendet, wenn Sie den Strom in genügend Wärme umwandeln möchten, um eine hohe Temperatur zu erzeugen.
user6030

Der gleiche Ansatz kann für Wechselstrom verwendet werden. Bei Wechselstrom müssen jedoch komplexe Impedanzen und Zeigerberechnungen verwendet werden. Die äquivalente Impedanz der Last muss aus dem Leistungsfaktor berechnet werden.
Charles Cowie
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