Gerilim Düşümü Nedir?
Gerilim düşümü, kabloyu oluşturan iletkenin elektriksel direnci nedeniyle hat boyunca meydana gelen voltaj kaybıdır. Akım iletkenden geçerken enerjinin bir kısmı ısı olarak kaybolur; bu yüzden yükün bulunduğu uçtaki gerilim, kaynaktaki gerilimden daha düşük olur. Aşırı gerilim düşümü; aydınlatmanın sönükleşmesine, motorların aşırı ısınmasına ve cihazların düzgün çalışmamasına yol açabilir. Bu araç metrik birimlerle çalışır ve uluslararası geçerlidir; birçok yönetmelik gerilim düşümünün nominal voltajın %3–5'ini aşmamasını önerir.
Nasıl Kullanılır?
Önce iletken malzemesini (bakır veya alüminyum) ve devrenin tek fazlı mı yoksa üç fazlı mı olduğunu seçin. Ardından amper cinsinden yük akımını, metre cinsinden tek yön hat uzunluğunu, mm² cinsinden iletken kesit alanını ve kaynak gerilimini girin. Araç; mutlak gerilim düşümünü, bu düşümün yüzdesini ve yükün ucundaki gerilim değerini hesaplar.
Formülün Açıklaması
Özdirenç tabanlı şu formülü kullanıyoruz:
$$V_{\text{düşüm}} = \dfrac{k \cdot \rho \cdot L \cdot I}{A}$$Burada \(\rho\) (ro) özdirençtir — 20°C'de bakır için yaklaşık 0,0172 \(\Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m}\), alüminyum için ise 0,0282 \(\Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m}\)'dir. \(k\) katsayısı devre yapısını ifade eder: tek fazlı devrelerde 2 (akım gidip geri döndüğü için iletken uzunluğu iki katına çıkar) ve dengeli üç fazlı, fazlar arası hesaplamada \(\sqrt{3}\) (≈1,732) alınır.
Örnek Hesaplama
230 V tek fazlı bir beslemede, 4 mm² kesitli bir bakır kablo, 30 m tek yön uzunluk boyunca 20 A taşıyor.
$$V_{\text{düşüm}} = \dfrac{2 \times 0{,}0172 \times 30 \times 20}{4} = 5{,}16 \text{ V}$$Bu da
$$\dfrac{5{,}16}{230} \times 100 = \%2{,}24$$demektir ve yükün ucunda 224,84 V kalır — tipik %5 sınırının içindedir.
Sıkça Sorulan Sorular
Uzunluk neden 2 ile çarpılıyor? Akımın yüke gidip geri dönmesi gerekir; bu nedenle tek fazlı bir devrede iletkenin etkin uzunluğu, tek yön mesafenin iki katıdır.
Bakır mı alüminyum mu? Alüminyumun özdirenci daha yüksektir, dolayısıyla aynı kesitte daha fazla gerilim düşümüne yol açar; genellikle daha büyük bir kesit alanı kullanmanız gerekir.
Sıcaklığın etkisi var mı? Evet — özdirenç sıcaklıkla artar. Bu araç standart 20°C değerlerini kullanır; bu nedenle ısınan iletkenlerde gerilim düşümü bir miktar daha fazla olur.
