Công cụ này dùng để làm gì
Công cụ tính sụt áp dây dẫn LED giúp ước lượng lượng điện áp bị hao hụt trên đoạn dây nối từ nguồn cấp đến đèn LED, module LED hay dải LED. Vì LED khá nhạy với những thay đổi nhỏ về điện áp, nên chỉ cần mất đi vài phần mười vôn trên dây quá dài hoặc quá mảnh cũng đủ khiến đèn sáng mờ hoặc chạy dưới mức thông số. Công cụ này mang tính phổ quát — áp dụng được cho mọi loại dây dẫn ở bất kỳ quốc gia nào, vì nó dựa trên nguyên lý vật lý chứ không phụ thuộc vào tiêu chuẩn đi dây của một vùng cụ thể.
Cách sử dụng
Bạn nhập dòng điện của LED (ampe), chiều dài một chiều của đoạn dây (công cụ sẽ tự động nhân đôi để tính cho dây hồi tiếp), tiết diện dây tính bằng mm², điện áp nguồn và vật liệu dây dẫn (đồng hoặc nhôm). Kết quả sẽ cho biết điện áp bị sụt trên dây, điện áp thực tế đến được LED, mức sụt áp tính theo phần trăm, điện trở vòng dây và công suất bị tiêu hao dưới dạng nhiệt.
Giải thích công thức
Điện trở của một sợi dây là \(R = \rho L / A\), trong đó \(\rho\) là điện trở suất của vật liệu (\(1{,}68 \times 10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}\) đối với đồng), \(L\) là chiều dài và \(A\) là tiết diện tính bằng mét vuông. Dòng điện phải đi và quay về, nên mức sụt áp khứ hồi là
$$V_{\text{sụt}} = \frac{2 \cdot \text{Length (m)} \cdot \text{Current (A)} \cdot \rho}{\text{Area (mm}^2) \times 10^{-6}}$$Lưu ý \(1\ \text{mm}^2 = 1 \times 10^{-6}\ \text{m}^2\).
Ví dụ minh họa
Giả sử một dải LED tiêu thụ 2 A qua 5 m dây đồng tiết diện 0,5 mm². Điện trở trên mỗi mét \(= 1{,}68 \times 10^{-8} / 0{,}5 \times 10^{-6} = 0{,}0336\ \Omega/\text{m}\). Chiều dài vòng dây = 10 m, nên điện trở vòng \(= 0{,}336\ \Omega\). Sụt áp \(= 2\ \text{A} \times 0{,}336\ \Omega = 0{,}672\ \text{V}\). Với nguồn 12 V, mức này tương đương khoảng 5,6%, còn lại 11,328 V đến dải LED và tiêu hao 1,344 W dưới dạng nhiệt.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao phải nhân đôi chiều dài? Dòng điện chạy qua cả dây dương lẫn dây âm, nên tổng đường đi của dây đồng dài gấp đôi khoảng cách của đoạn dây.
Mức sụt áp bao nhiêu là chấp nhận được? Một quy tắc kinh nghiệm phổ biến là giữ mức sụt áp dưới 3% đối với các dải LED nhạy cảm. Nếu vượt quá, hãy dùng dây dày hơn (tiết diện lớn hơn) hoặc rút ngắn đoạn dây.
Nhiệt độ có ảnh hưởng không? Có — điện trở suất tăng theo nhiệt độ, nên dây càng nóng thì sụt áp càng nhiều hơn một chút. Công cụ này sử dụng giá trị tiêu chuẩn ở 20 °C.
