什麼是直流壓降?
壓降指的是電流通過導體電阻時所損失的電位差。在直流電路中,每一段電線都帶有些許電阻,電流流經時會消耗掉一部分電壓,這部分電壓永遠到不了負載端。壓降過大會造成燈光變暗、馬達轉速變慢,甚至讓低壓設備跳脫保護,因此在配線之前先估算壓降,對太陽能板陣列、車用電系、露營車(RV)與電池組來說都非常重要。
如何使用本計算器
請依序輸入負載的電流(安培)、單程電線長度(英尺)、導體的每 1000 英尺電阻(可依線徑查表,例如 12 AWG 銅線約為 ~1.588 Ω/1000 ft),以及電源電壓。計算器會回傳壓降伏特數、壓降百分比、實際送達負載端的電壓,以及來回配線的總電阻。
公式說明
壓降遵循歐姆定律:
$$V_{drop} = I \times R$$由於電流必須從電源送到負載再流回來,兩條導線都要計入,因此電阻計算採用單程長度 \(L\) 的兩倍:
$$R = \frac{2L \times \rho}{1000}$$其中 \(I\) = 電流(安培),\(L\) = 單程長度(英尺),\(\rho\) = 每 1000 英尺的電阻(歐姆)。壓降百分比則為 \(\frac{V_{drop}}{V_{source}} \times 100\)。
實例演練
假設一個 12 V 系統的 10 A 負載,使用 50 英尺的 12 AWG 銅線(1.588 Ω/1000 ft):
$$R = \frac{2 \times 50 \times 1.588}{1000} = 0.1588\,\Omega$$$$V_{drop} = 10 \times 0.1588 = 1.588\,\text{V}$$壓降約為 \(13.23\%\),負載端僅剩約 \(10.41\,\text{V}\)——已遠超過一般建議的 3%,因此建議改用更粗的線徑。
常見問題
為什麼長度要乘以 2?電流走的是一個完整的迴路,供電與回流兩條導線都會增加電阻。
可接受的壓降範圍是多少?常見的準則是:關鍵負載壓降在 3% 以內,整體最大不超過 5%。
這個工具能用在交流電(AC)嗎?本工具僅以純直流電阻計算。交流電路還可能含有電抗(reactance),本工具並未納入計算。