ماذا تفعل هذه الحاسبة
تقدّر حاسبة هبوط الجهد في أسلاك LED مقدار الجهد المفقود في الكابل الذي يصل مصدر الطاقة بمصباح LED أو وحدة أو شريط LED. وبما أن مصابيح LED حسّاسة لأي تغيّر بسيط في الجهد، فإن فقدان جزء صغير من الفولت في الأسلاك الطويلة أو الرفيعة قد يجعل المصباح خافتًا أو يعمل دون مواصفاته. هذه الأداة عالمية — فهي تصلح لأي موصّل في أي دولة لأنها تعتمد على قوانين الفيزياء وليس على كود توصيلات محلي معيّن.
طريقة الاستخدام
أدخل تيار المصباح بالأمبير، وطول مسار السلك في اتجاه واحد (تقوم الحاسبة تلقائيًا بمضاعفته ليشمل موصّل العودة)، ومساحة مقطع السلك بالمليمتر المربّع، وجهد التغذية، ومادة الموصّل (نحاس أم ألمنيوم). تُظهر النتيجة الجهد المفقود في السلك، والجهد الذي يصل فعليًا إلى المصباح، ونسبة الهبوط المئوية، ومقاومة الحلقة، والطاقة المهدورة على شكل حرارة.
شرح المعادلة
مقاومة السلك تُحسب بالعلاقة \(R = \rho L / A\)، حيث \(\rho\) هي مقاومية المادة (\(1.68 \times 10^{-8}\ \Omega \cdot \text{m}\) للنحاس)، وL الطول، وA مساحة المقطع بالمتر المربّع. وبما أن التيار يجب أن يخرج ويعود، فإن هبوط الجهد للمسار الكامل يساوي $$V_{\text{هبوط}} = \frac{2 \cdot \text{Length (m)} \cdot \text{Current (A)} \cdot \rho}{\text{Area (mm}^2) \times 10^{-6}}$$ لاحظ أن \(1\ \text{مم}^2 = 1 \times 10^{-6}\ \text{م}^2\).
مثال محلول
لنفترض أن شريط LED يسحب تيارًا قدره 2 أمبير عبر 5 أمتار من سلك نحاسي بمقطع 0.5 مم². المقاومة لكل متر \(= 1.68 \times 10^{-8} / 0.5 \times 10^{-6} = 0.0336\) أوم/متر. طول الحلقة \(= 10\) أمتار، فتكون مقاومة الحلقة \(= 0.336\) أوم. هبوط الجهد \(= 2\ \text{أمبير} \times 0.336\ \text{أوم} = 0.672\) فولت. وعلى مصدر بجهد 12 فولت يمثّل ذلك نحو 5.6%، فيبقى 11.328 فولت عند الشريط وتُهدر 1.344 واط على شكل حرارة.
الأسئلة الشائعة
لماذا نضرب الطول في اثنين؟ لأن التيار يمر عبر كل من الموصّل الموجب والسالب، فيكون مسار النحاس الكلي ضعف مسافة الامتداد في اتجاه واحد.
ما مقدار الهبوط المقبول؟ القاعدة العملية الشائعة هي إبقاء الهبوط أقل من 3% لأشرطة LED الحسّاسة. وإذا تجاوزت ذلك، استخدم سلكًا أسمك (مساحة أكبر) أو قلّل طول المسار.
هل تؤثر درجة الحرارة؟ نعم — ترتفع المقاومية مع ارتفاع الحرارة، لذا تُسبّب الموصّلات الساخنة هبوطًا أكبر قليلًا في الجهد. تستخدم هذه الحاسبة القيم القياسية عند 20 °م.
