वोल्टेज ड्रॉप क्या है?
वोल्टेज ड्रॉप का मतलब है किसी केबल की लंबाई में वोल्टेज का कम होना, जो कंडक्टर के विद्युत प्रतिरोध की वजह से होता है। जब करंट तार से होकर बहता है तो कुछ ऊर्जा गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है, इसलिए लोड वाले सिरे पर मिलने वाली वोल्टेज स्रोत की तुलना में कम होती है। ज़्यादा वोल्टेज ड्रॉप होने पर लाइटें मद्धम पड़ सकती हैं, मोटरें गर्म हो सकती हैं और उपकरण ठीक से काम नहीं करते। यह कैलकुलेटर मीट्रिक इकाइयों में काम करता है और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर लागू होता है; ज़्यादातर मानक नॉमिनल वोल्टेज के 3–5% से कम ड्रॉप रखने की सलाह देते हैं।
इसका उपयोग कैसे करें
पहले कंडक्टर की सामग्री चुनें (तांबा या एल्युमिनियम) और तय करें कि सर्किट सिंगल-फेज़ है या थ्री-फेज़। इसके बाद लोड करंट एम्पियर में, एक-तरफ़ा रन की लंबाई मीटर में, कंडक्टर का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रफल mm² में, और स्रोत वोल्टेज दर्ज करें। टूल आपको कुल वोल्टेज ड्रॉप, उसका प्रतिशत, और लोड वाले सिरे पर बची हुई वोल्टेज बताता है।
फ़ॉर्मूला समझें
हम रेज़िस्टिविटी वाला रूप इस्तेमाल करते हैं: $$V_{drop} = \dfrac{k \cdot \rho \cdot L \cdot I}{A}$$ यहाँ \(\rho\) (रो) रेज़िस्टिविटी है — 20°C पर तांबे के लिए लगभग 0.0172 Ω·mm²/m और एल्युमिनियम के लिए लगभग 0.0282 Ω·mm²/m। फ़ैक्टर \(k\) सर्किट की बनावट पर निर्भर करता है: सिंगल-फेज़ सर्किट के लिए 2 (करंट जाता है और वापस आता है, इसलिए कंडक्टर की लंबाई दोगुनी मानी जाती है) और संतुलित थ्री-फेज़ लाइन-टू-लाइन गणना के लिए \(\sqrt{3}\) (≈1.732)।
हल किया हुआ उदाहरण
एक तांबे की केबल 230 V सिंगल-फेज़ सप्लाई पर 4 mm² कंडक्टर के साथ 30 मीटर एक-तरफ़ा रन में 20 A करंट ले जा रही है। $$V_{drop} = \frac{2 \times 0.0172 \times 30 \times 20}{4} = 5.16 \text{ V}$$ यह हुआ \(5.16 / 230 \times 100 = 2.24\%\), यानी लोड पर 224.84 V बचता है — जो आम 5% सीमा के भीतर है।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
लंबाई को 2 से क्यों गुणा करते हैं? करंट को लोड तक जाना और वापस आना पड़ता है, इसलिए सिंगल-फेज़ सर्किट में कंडक्टर की प्रभावी लंबाई एक-तरफ़ा रन की दोगुनी होती है।
तांबा बनाम एल्युमिनियम? एल्युमिनियम की रेज़िस्टिविटी ज़्यादा होती है, इसलिए समान साइज़ पर यह ज़्यादा वोल्टेज गिराता है; आमतौर पर आपको बड़े क्रॉस-सेक्शन की ज़रूरत पड़ती है।
क्या तापमान का फ़र्क पड़ता है? हाँ — तापमान बढ़ने के साथ रेज़िस्टिविटी बढ़ती है। यह टूल मानक 20°C के मान इस्तेमाल करता है, इसलिए गर्म कंडक्टर थोड़ा ज़्यादा ड्रॉप देंगे।
