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輸入計算

數學公式

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結果

建議線徑
8 AWG
符合電壓降限值的最小線徑
此線徑的電壓降 3.06 V
電壓降百分比 2.55 %
允許電壓降(限值) 3.6 V

這個計算器能做什麼

本工具會依負載大小,以「限制電壓降」為原則來選擇電線線徑(採美國線規 American Wire Gauge,AWG)。它套用常見的美規/NEC(美國國家電氣規範)慣例,建議分路電路上的最大電壓降約為 3%。計算器會檢驗從 14 AWG 到 4/0 的標準銅導體或鋁導體,並回傳能將電壓降控制在你設定限值內的最小線徑。請注意:AWG 與 NEC 屬美國的線規與電氣規範,台灣多採公制截面積(mm²)與用戶用電設備裝置規則,若用於本地工程僅供參考,仍須依當地規定為準。

一排直徑遞增的銅導體橫截面
較粗的導體(AWG 編號較小)可減少長距離的電壓降。

使用方式

先選擇「直流/單相」或「三相」,接著輸入系統電壓、負載電流(安培)、到負載的單程距離(英尺),以及你可接受的電壓降百分比(一般為 3%)。再選擇銅線或鋁線,計算器即會回傳建議線徑,以及在該線徑下的實際電壓降。

公式說明

電壓降為 \(V_{drop} = k \times L \times I \times R_{ft}\)。由於電流會去而復返,單相與直流取 \(k = 2\)(等於距離加倍);三相取 \(k = \sqrt{3} \approx 1.732\)。\(L\) 為單程線路長度,\(I\) 為電流,\(R_{ft}\) 為導體每英尺的電阻。鋁的電阻約為銅的 1.61 倍。

$$V_{drop} = 2 \cdot \text{Distance} \cdot \text{Current} \cdot R \;\le\; V_{allow}$$$$\text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} V_{allow} &= \text{Voltage} \cdot \frac{\text{Max Drop (\%)}}{100} \\ R &= \frac{R_{AWG}}{1000} \;\; (\text{ohm/ft, }\text{copper}) \end{aligned} \right.$$
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電路迴路,顯示電源、兩條長度為 L 的導線、電流 I 和導線電阻 R
電壓降取決於往返導線長度 \(L\)、電流 \(I\) 以及導線每英尺的電阻。

範例試算

一條 120 V 單相電路,負載 20 A,使用 100 ft 銅線,限制電壓降 3%(允許 3.6 V)。以 12 AWG 計(R = 1.93 Ω/1000 ft = 0.00193 Ω/ft):

$$V_{drop} = 2 \times 100 \times 20 \times 0.00193 = 7.72 \text{ V}$$

— 太高。以 8 AWG 計(0.000764 Ω/ft):

$$2 \times 100 \times 20 \times 0.000764 = 3.056 \text{ V} \le 3.6 \text{ V}$$

因此選用 8 AWG(10 AWG 會得到 4.84 V,仍然過高)。

常見問題

為什麼距離要加倍?電流會流向負載再返回,因此電流實際經過的導線長度是單程的兩倍。

是否也要依載流量(ampacity)選線?要。本工具僅以電壓降來選線,請務必另行確認導體同時符合 NEC 載流量與斷路器的要求。

為什麼鋁線需要更粗的線徑?鋁的單位截面電阻較高,要達到相同的電壓降,就需要更大的截面積。

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