Закон Ома для проводов
Провод — это резистор с небольшим сопротивлением. При прохождении тока на нём падает напряжение ΔU = I · R. Чем больше ток и сопротивление, тем сильнее просадка на нагрузке.
Сопротивление провода пропорционально длине и обратно пропорционально сечению: R = ρ · L ÷ S. Для линии с прямым и обратным проводом длину берут вдвое большей, то есть R = ρ · 2L ÷ S.
Пример: 25 метров, медь 2,5 мм²
Для меди примем ρ ≈ 0,0175 Ом·мм²/м. При длине линии 25 м путь тока составляет 50 м, поэтому R = 0,0175 · 50 ÷ 2,5 = 0,35 Ом. При токе 10 А падение равно 3,5 В.
Относительно номинала 230 В это около 1,5 процента. Для короткого удлинителя с сопротивлением 0,2 Ом и током 16 А получаем 3,2 В. Эти значения показывают порядок потерь, но не оценку допустимости. Оценка допустимости требует учёта нормативов и режима работы нагрузки, который в простом расчёте не отражён.
Доля потерь и тепло
Оценивая потери, сравнивайте падение с напряжением сети: при 3,5 В из 230 В это 1,5 процента. Чем ближе нагрузка к предельному току кабеля, тем заметнее эффект, а потерянное напряжение превращается в тепло в проводе.
Мощность этого нагрева равна ΔU · I. Для 3,5 В и 10 А получаем 35 Вт, рассеиваемых вдоль линии. Нагрев ограничивает допустимый ток кабеля, поэтому нельзя подбирать сечение только по падению напряжения.
Нормативы и запас
Допустимые значения падения напряжения зависят от нормативных документов, типа цепи и назначения объекта. Эти числа не универсальны, поэтому на странице они не приводятся: узнайте требования для вашего случая у проектировщика или в действующих нормах.
Практически для чувствительной нагрузки или длинной линии берут кабель большего сечения, чем минимально допустимый по нагреву. Запас по сечению снижает потери и нагрев. Но слишком толстый кабель дороже и сложнее в монтаже, поэтому подбор — это компромисс, который решается в проекте.
Как выбрать большее сечение
Если падение напряжения оказывается чрезмерным, увеличивают сечение жилы: сопротивление обратно пропорционально сечению, и переход с 2,5 на 4 мм² снижает его на 37,5 процента. Для линии 50 м в оба конца сопротивление падает с 0,35 до примерно 0,22 Ом.
Можно также сократить длину трассы или уменьшить ток, например, разделив нагрузку на несколько линий. Все варианты проверьте, подставив новое сопротивление в калькулятор и сравнив результаты между собой.
Безопасность и ограничения
Монтаж и замену электропроводки выполняют квалифицированные специалисты в соответствии с требованиями норм. Калькулятор учебный и ориентировочный: он не учитывает реактивные составляющие, пусковые токи, температуру и способ прокладки.
Не используйте результат для выбора защитных аппаратов и сечения силовой линии без проектного расчёта. При сомнениях обращайтесь к электрику.
Формула расчёта
ΔU = I · R, R = ρ · 2L ÷ S
Проверенные примеры
Какое падение напряжения при токе 10 А?
R = 0,0175 · 50 ÷ 2,5 = 0,35 Ом; ΔU = 10 · 0,35 = 3,5 В, около 1,5 % от 230 В.
Сопротивление проводов 0,2 Ом, ток 16 А. Каково падение?
ΔU = 16 · 0,2 = 3,2 В.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Определите сопротивление проводов: ρ · 2L ÷ S для меди или данные из справочника кабеля.
- Введите ток нагрузки в амперах.
- Введите сопротивление линии в омах и нажмите «Вычислить».
- Сравните потерю с напряжением сети и допустимыми значениями из применимых нормативов.