這個計算器能做什麼
LED 線材壓降計算器可估算電源供應器連接到 LED、LED 模組或 LED 燈條的電纜上會損失多少電壓。由於 LED 對微小的電壓變化相當敏感,即使在過長或過細的線材上只損失零點幾伏特,也可能讓 LED 變暗或無法在標準規格下運作。這個工具是通用的——它以物理原理為基礎,而非某個地區的配線規範,因此適用於任何國家的任何導體。
使用方法
輸入 LED 電流(安培)、線材的單向長度(計算器會自動乘以 2 計入回流導線)、線材截面積(mm²)、供電電壓,以及導體材質(銅或鋁)。結果會顯示線材上的壓降、實際抵達 LED 的電壓、壓降百分比、迴路電阻,以及以熱能形式浪費掉的功率。
公式說明
線材電阻為 \(R = \rho L / A\),其中 \(\rho\) 是材質電阻率(銅為 \(1.68 \times 10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}\)),\(L\) 為長度,\(A\) 為以平方公尺計的截面積。電流必須來回流動,因此往返壓降為
$$V_{\text{壓降}} = \frac{2 \cdot L \cdot I \cdot \rho}{A}$$請注意 \(1\ \text{mm}^2 = 1 \times 10^{-6}\ \text{m}^2\)。
實例演算
假設一條 LED 燈條透過 5 公尺、0.5 mm² 的銅線取用 2 A 電流。每公尺電阻 \(= 1.68 \times 10^{-8} / 0.5 \times 10^{-6} = 0.0336\ \Omega/\text{m}\)。迴路長度 \(= 10\) 公尺,因此迴路電阻 \(= 0.336\ \Omega\)。壓降 \(= 2\ \text{A} \times 0.336\ \Omega = 0.672\ \text{V}\)。在 12 V 供電下約為 5.6%,使燈條端僅剩 11.328 V,並以熱能浪費掉 1.344 W。
常見問題
為什麼長度要乘以二?電流會同時流經正極與負極兩條導線,因此銅線的總路徑長度是單趟距離的兩倍。
多少壓降才算可接受?常見的經驗法則是將敏感的 LED 燈條壓降控制在 3% 以下。若超過這個範圍,請改用更粗的線材(更大截面積)或縮短佈線距離。
溫度會有影響嗎?會——電阻率會隨溫度上升,因此溫度較高的導體壓降會略大。本計算器採用標準 20 °C 的數值。