Công Cụ Này Làm Gì
Công cụ giúp bạn chọn cỡ dây điện (theo chuẩn American Wire Gauge – AWG, dùng phổ biến tại Mỹ) cho một tải nhất định dựa trên việc giới hạn độ sụt áp. Nó áp dụng thông lệ Mỹ/NEC, trong đó độ sụt áp tối đa khoảng 3% trên một mạch nhánh được khuyến nghị. Lưu ý đây là hệ chuẩn của Mỹ; ở Việt Nam dây dẫn thường tính theo tiết diện mm² và tuân theo TCVN, nên hãy quy đổi khi cần. Công cụ kiểm tra các loại dây đồng hoặc nhôm tiêu chuẩn từ 14 AWG đến 4/0 và trả về cỡ dây nhỏ nhất giữ được độ sụt áp trong giới hạn bạn chọn.
Cách Sử Dụng
Chọn loại hệ thống DC/một pha hoặc ba pha, sau đó nhập điện áp hệ thống, dòng điện tải (ampe), khoảng cách một chiều đến tải (feet) và phần trăm sụt áp chấp nhận được (thường là 3%). Chọn vật liệu đồng hoặc nhôm. Công cụ sẽ đưa ra cỡ dây khuyến nghị cùng độ sụt áp thực tế tại cỡ dây đó.
Giải Thích Công Thức
Độ sụt áp được tính bằng
$$V_{s\d{u}t} = k \cdot L \cdot I \cdot R_{ft}$$Vì dòng điện đi và về, hệ một pha và DC dùng \(k = 2\) (khoảng cách nhân đôi). Hệ ba pha dùng \(k = \sqrt{3} \approx 1{,}732\). Trong đó \(L\) là chiều dài một chiều, \(I\) là dòng điện, còn \(R_{ft}\) là điện trở của dây trên mỗi foot. Điện trở của nhôm cao hơn đồng khoảng 1,61 lần.
Ví Dụ Minh Họa
Một mạch một pha 120 V mang dòng 20 A qua 100 ft dây đồng, với giới hạn 3% (cho phép 3,6 V). Với dây 12 AWG (\(R = 1{,}93\ \Omega/1000\ \text{ft} = 0{,}00193\ \Omega/\text{ft}\)): $$V_{s\d{u}t} = 2 \times 100 \times 20 \times 0{,}00193 = 7{,}72\ \text{V}$$
— quá cao. Với dây 8 AWG (\(0{,}000764\ \Omega/\text{ft}\)): $$2 \times 100 \times 20 \times 0{,}000764 = 3{,}056\ \text{V} \le 3{,}6\ \text{V}$$
Vậy chọn dây 8 AWG (dây 10 AWG cho ra 4,84 V, vẫn còn quá cao).
Câu Hỏi Thường Gặp
Vì sao khoảng cách phải nhân đôi? Dòng điện đi tới tải rồi quay về, nên chiều dài dây mà dòng điện thực sự đi qua bằng gấp đôi khoảng cách một chiều.
Có cần tính theo khả năng tải dòng (ampacity) nữa không? Có — công cụ này chỉ tính theo độ sụt áp. Bạn luôn phải kiểm tra thêm rằng dây dẫn cũng đáp ứng yêu cầu về khả năng tải dòng và dòng cắt của CB theo NEC (hoặc TCVN tại Việt Nam).
Vì sao dây nhôm cần cỡ lớn hơn? Nhôm có điện trở trên một đơn vị diện tích cao hơn, nên cần tiết diện lớn hơn để đạt cùng một mức sụt áp.
