ما هي حاسبة هبوط الجهد؟
تقدّر هذه الأداة هبوط الجهد على طول الكابل الكهربائي عند مرور التيار خلال مقاومته. فالهبوط المفرط يهدر الطاقة وقد يؤدي إلى خفوت الإضاءة أو ضعف أداء المحركات. تعمل الحاسبة مع الدوائر أحادية الطور (أو التيار المستمر) والدوائر ثلاثية الطور، باستخدام موصلات من النحاس أو الألمنيوم بمقاس المقطع بالملليمتر المربع (مم²).
كيفية الاستخدام
اختر نظام الطور ومادة الموصل، ثم أدخل تيار الحمل بالأمبير، وطول الكابل في اتجاه واحد بالمتر، ومساحة مقطع الموصل بالمم²، وجهد المصدر. تعرض الحاسبة هبوط الجهد بالفولت، ونسبته المئوية، والجهد المتبقي عند طرف الحمل.
المعادلة
يُحسب هبوط الجهد كالتالي:
$$V_{drop} = k \times I \times \frac{\rho \times L}{A}$$حيث \(I\) = التيار (أمبير)، و\(L\) = الطول في اتجاه واحد (م)، و\(A\) = مساحة المقطع (مم²)، و\(\rho\) = المقاومية النوعية (\(0.0175\) للنحاس، و\(0.0282\) للألمنيوم بوحدة \(\Omega\,\text{mm}^2/\text{m}\)). والمعامل \(k = 2\) للدوائر أحادية الطور أو التيار المستمر (لاحتساب موصلي الذهاب والعودة)، و\(k = \sqrt{3}\) للدوائر ثلاثية الطور. أما النسبة المئوية فهي \(\%V = \frac{V_{drop}}{V_{supply}} \times 100\).
مثال محلول
دائرة نحاسية أحادية الطور تحمل تياراً مقداره \(16\,\text{A}\) عبر كابل بطول \(30\,\text{m}\) ومقطع \(2.5\,\text{mm}^2\) عند جهد \(230\,\text{V}\):
$$V_{drop} = 2 \times 16 \times \frac{0.0175 \times 30}{2.5} = 6.72\,\text{V}$$أي ما يعادل \(\frac{6.72}{230}\times100 = 2.92\%\)، فيتبقى \(223.28\,\text{V}\) عند الحمل.
الأسئلة الشائعة
ما الهبوط المقبول؟ توصي العديد من المواصفات بإبقاء إجمالي الهبوط أقل من نحو 3% لدوائر الإضاءة و5% لدوائر القدرة، لكن راجع دائماً الكود الكهربائي المعتمد في بلدك.
لماذا الضرب في 2؟ في التيار أحادي الطور والمستمر يسير التيار ذهاباً وإياباً، لذا يكون الطول الكلي للموصل ضعف الطول في اتجاه واحد.
هل تؤثر الحرارة؟ ترتفع المقاومية النوعية بارتفاع درجة الحرارة؛ وتعتمد هذه الحاسبة على قيم عند نحو 20 درجة مئوية، لذا تشهد الموصلات الساخنة هبوطاً أكبر قليلاً.
