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公式

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結果

電圧降下
5.16
ボルト
電圧降下率(%) 2.24 %
負荷端の電圧 224.84 V

電圧降下とは?

電圧降下とは、導体が持つ電気抵抗によって、ケーブルの両端で電圧が下がる現象のことです。電線に電流が流れると一部のエネルギーが熱として失われるため、負荷側で使える電圧は電源側よりも低くなります。電圧降下が大きすぎると、照明が暗くなったり、モーターが過熱したり、機器が正常に動作しなくなったりします。本ツールはメートル単位(SI)で計算するため国際的に利用でき、多くの電気規格では公称電圧の3〜5%以内に抑えることが推奨されています。

電源から負荷への配線図。電源側が高電圧、負荷側が低電圧であることを示す
電流が電源から負荷へ流れると、導体に沿って電圧が降下します。

使い方

まず導体の材質(銅またはアルミニウム)と、回路が単相か三相かを選びます。次に、負荷電流(A)、片道の配線長(m)、導体の断面積(mm²)、電源電圧(V)を入力してください。すると、電圧降下の絶対値、降下率(%)、そして負荷端での電圧が表示されます。

計算式の解説

抵抗率を用いた次の式で計算します:

$$V_{\text{降下}} = \dfrac{k \cdot \rho \cdot L \cdot I}{A}$$

ここでρ(ロー)は抵抗率で、20℃において銅は約0.0172 Ω·mm²/m、アルミニウムは約0.0282 Ω·mm²/mです。係数kは回路の構成を表し、単相回路では2(電流が行きと帰りで往復し、実効的な導体長が2倍になるため)、三相平衡回路の線間計算では\(\sqrt{3}\)(約1.732)を用います。

導体の断面と長さにおける電圧降下の公式の変数を示したラベル付き図
公式の変数:電流I、長さL、導体断面積A、材料の抵抗率。

計算例

230Vの単相電源で、4mm²の銅線に20Aの電流が片道30mの距離を流れるとします。

$$V_{\text{降下}} = \dfrac{2 \times 0.0172 \times 30 \times 20}{4} = 5.16\,\text{V}$$

これは

$$\dfrac{5.16}{230} \times 100 = 2.24\%$$

に相当し、負荷端では224.84Vが残ります。一般的な5%以内に収まっています。

よくある質問(FAQ)

なぜ配線長を2倍するの? 電流は負荷へ行き、また戻ってくる必要があるため、単相回路の実効的な導体長は片道距離の2倍になります。

銅とアルミ、どちらが良い? アルミニウムは抵抗率が高いため、同じサイズなら電圧降下が大きくなります。そのため通常は銅よりも太い断面積が必要です。

温度は関係する? はい。抵抗率は温度が上がるほど高くなります。本ツールは標準的な20℃の値を使用しているため、高温になった導体では電圧降下がわずかに大きくなります。

最終更新: