この計算ツールでできること
12Vや24VのLEDテープ、ガーデンライト、キャンピングカー(RV)やソーラー配線などの低電圧システムでは、ケーブルそのもので無視できない量の電圧が失われます。動作電圧がもともと小さいため、わずか数分の1ボルトの損失でも照明が暗くなったり、機器が動かなくなったりすることがあります。本ツールは、銅導体での電圧降下、負荷に実際に届く電圧、そして電源電圧に対する降下率(%)を試算します。
使い方
電源電圧(一般的には12Vまたは24V)、消費電流(アンペア)、電源から負荷までの片道距離(フィート)、そして電線のサイズ(AWG)を入力してください。本ツールは戻り側の導体を考慮して長さを自動的に2倍にして計算するため、距離は片道分だけ入力すればOKです。
計算式の解説
基本となる式は次のとおりです。
$$V_{\text{降下}} = 2 \times I \times L \times R_{\text{単位}}$$
ここで \(I\) は電流(A)、\(L\) は片道の長さ(フィート)、\(R_{\text{単位}}\) は選択した銅線(AWG)の1フィートあたりの抵抗値です。係数の「2」は、行きと帰りを含めた回路全体をカバーするためのものです。負荷側の電圧は単純に「電源電圧-電圧降下」で求められ、降下率は \(V_{\text{降下}} \div V_{\text{電源}} \times 100\) で計算します。設計では一般に、精密な電子機器では3%未満、照明では10%未満に降下を抑えることが目安とされています。
計算例
たとえば、12Vの電源から14AWGの銅線を50フィート使い、5Aを流すケースを考えてみましょう。14AWGの抵抗は1フィートあたり約0.002525オームなので、次のようになります。
$$V_{\text{降下}} = 2 \times 5 \times 50 \times 0.002525 \approx 1.26\,\text{V}$$
負荷側に届く電圧は約10.74Vで、降下率はおよそ10.5%。これはより太いゲージの電線に変更する十分な理由になります。
よくある質問
交流(AC)でも使えますか? 本ツールは直流(DC)抵抗を用いて計算します。リアクタンスが無視できる低電圧のAC照明であれば、近似値として十分に役立ちます。
片道と往復、どちらの長さを入力すればよいですか? 片道距離を入力してください。戻り側の経路はツールが自動で加算します。
どのくらいの降下まで許容できますか? 一般的な目安として、電子機器では3%未満、照明回路では10%未満に抑えるとよいとされています。