Caduta di Tensione AC vs DC
Comprendere le differenze nella caduta di tensione tra sistemi AC e DC
Sebbene i principi di base della caduta di tensione si applichino sia ai sistemi a corrente alternata (AC) che a corrente continua (DC), i metodi di calcolo e le considerazioni differiscono significativamente. I sistemi DC utilizzano la resistenza pura per i calcoli, mentre i sistemi AC devono considerare l'impedenza, una combinazione di resistenza e reattanza. Comprendere queste differenze è fondamentale per calcoli accurati della caduta di tensione negli impianti elettrici moderni, specialmente con la crescente diffusione di sistemi fotovoltaici solari, sistemi di accumulo energetico a batterie e sistemi di ricarica per veicoli elettrici. Questa guida completa spiega in dettaglio le differenze chiave tra caduta di tensione AC e DC e fornisce una guida pratica per i professionisti elettrici.
Caduta di tensione DC: metodo di calcolo della resistenza pura
Poiché la corrente continua fluisce continuamente in una direzione, il calcolo della caduta di tensione DC è semplice e chiaro. L'unica resistenza al flusso di corrente è la resistenza del conduttore. Non è necessario considerare la reattanza dipendente dalla frequenza, l'effetto pelle o l'effetto di prossimità. Questa semplicità rende i calcoli DC più prevedibili e facili da verificare. Le applicazioni comuni di DC includono cablaggio di stringhe fotovoltaiche solari, sistemi di accumulo energetico a batterie, sistemi elettrici di automobili e imbarcazioni, alimentatori per apparecchiature di telecomunicazioni, circuiti di controllo a bassa tensione e sistemi di illuminazione LED con driver DC.
Formula di base per la caduta di tensione DC
Dove: Vd = caduta di tensione (volt), I = corrente (ampere), L = lunghezza in un senso (piedi), R = resistenza DC dalla tabella 8 del capitolo 9 del NEC (ohm/1000 piedi). Il coefficiente 2 indica che la corrente percorre due conduttori di andata e ritorno.
Caduta di tensione AC: importanza del fattore di impedenza
La corrente alternata introduce fattori aggiuntivi che influenzano la caduta di tensione. La corrente alternata crea campi magnetici attorno ai conduttori e questi campi magnetici causano reattanza. La resistenza totale al flusso di AC è chiamata impedenza (Z) e combina i componenti di resistenza (R) e reattanza (X). Il fattore di potenza, la frequenza, le dimensioni del conduttore e il metodo di installazione influenzano la caduta di tensione totale nei sistemi AC.
Formula di calcolo della caduta di tensione AC
Dove Z (impedenza) è calcolata come Z = √(R² + X²). La tabella 9 del capitolo 9 del NEC fornisce valori di resistenza e reattanza AC per diverse configurazioni di conduttori.
Quando utilizzare ciascun metodo di calcolo
La scelta del metodo corretto di calcolo della caduta di tensione dipende dal tipo di sistema che si sta progettando. I calcoli DC sono utilizzati per circuiti DC fotovoltaici solari, sistemi di accumulo energetico a batterie, sistemi automobilistici, alimentatori per apparecchiature di telecomunicazioni e circuiti di controllo a bassa tensione. I calcoli AC sono utilizzati per circuiti derivati residenziali, sistemi di distribuzione trifase commerciali, circuiti di alimentazione per motori e installazioni in condotti di acciaio.
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