v2.5.1 ProNEC 2023

電力を
最適化

プロフェッショナル電気工学ユーティリティ。逆算による電線サイズ決定、並列配線計算、力率補正機能を搭載。

負荷構成
効率分析
0.00%
最適
実効負荷
0.0 A
電圧降下
0.00 V
末端電圧
0.0 V
セット
1x
基礎知識

電圧降下の理解

電圧降下計算の基本概念と、すべての電気設備において重要な理由を習得します。

電圧降下とは?

電圧降下は、電流を運ぶ導体に沿って電位が減少する現象です。電子が電線を流れる際に抵抗に遭遇し、電気エネルギーが熱に変換され、負荷側で利用可能な電圧が減少します。

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基本公式

単相回路の場合:Vd = 2 × I × L × R / 1000。三相回路の場合:Vd = √3 × I × L × R / 1000。これらの公式を理解することは、適切な電線サイズ決定の基礎です。

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NEC要件

米国電気工事規程(NEC)は、分岐回路の最大電圧降下を3%、合計(フィーダー+分岐)を5%と推奨しています。これらは参考情報ですが、これらの制限に従うことで最適な機器性能とエネルギー効率を確保できます。

NEC規格

影響する要因

電圧降下には複数の要因が影響します:導体材料(銅対アルミニウム)、電線ゲージ(AWG/kcmil)、回路長、負荷電流、温度、AC/DCの違い。正確な計算には、これらすべてを考慮する必要があります。

要因を探る

重要性

過度の電圧降下は、モーターの過熱、照明の減光、機器の誤動作、エネルギー損失を引き起こします。データセンターや医療施設などの重要なシステムでは、適切な電圧が信頼性の高い運用に不可欠です。

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AC対DCシステム

DCシステムは純粋な抵抗計算を使用しますが、ACシステムはリアクタンスを含むインピーダンスを考慮する必要があります。三相ACは2の代わりに√3の乗数を使用します。力率も誘導性負荷のAC電圧降下に影響します。

システムを比較
方法論

プロフェッショナル設計アプローチ

当社の計算方法論はIEEおよびNEC規格に準拠し、エンジニアに重要な意思決定のための信頼性の高いデータを提供します。すべての計算は、導体性能に影響する実際の要因を考慮しています。

NEC第9章表8

75°Cにおける銅およびアルミニウム導体の公式NEC表から導出された抵抗値。

温度補償

標準係数を使用した、導体抵抗への周囲温度の影響の調整。

力率補正

AC計算には、誘導性および容量性負荷における正確な電圧降下のための力率が含まれます。

並列導体サポート

高電流アプリケーションに不可欠な、並列導体セットの実効抵抗を計算します。

計算リファレンス

単相 AC / DC
Vd = 2 × I × L × R / 1000
三相 AC
Vd = √3 × I × L × R / 1000
降下率
Vd% = (Vd / Vsource) × 100
凡例
Vd = 電圧降下 (V)
I = 電流 (A)
L = 長さ (ft)
R = 抵抗 (Ω/kft)
NEC 2023

規格準拠基準

米国電気工事規程(NEC)は、安全で効率的な電気設備を確保するための最大許容電圧降下のガイドラインを提供します。これらは要件ではなく推奨事項ですが、これらに従うことがベストプラクティスと見なされています。

3%
分岐回路

パネルからコンセントまでの最大推奨降下(NEC 210.19(A) 参考情報No. 4)

5%
合計回路

サービスから最終コンセントまでのフィーダーと分岐回路の合計降下

完全なNECリファレンス

重要な注意事項

  • 電圧降下制限は参考情報であり、規程要件ではありません
  • 一部の管轄区域では、より厳格な要件を採用しています
  • モーター回路は始動時により低い降下が必要な場合があります
  • 高感度電子機器は、より厳しい許容差が必要な場合があります
  • 常に地域の規程およびAHJ要件を確認してください
応用例

一般的な使用例

住宅設備から産業用配電まで、電圧降下計算はすべての電気アプリケーションで不可欠です。

🏠

住宅

離れたガレージ、作業場、屋外照明への長距離配線。分電盤フィーダーおよびEV充電器設備。

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🏭

産業

モーターフィーダー回路、MCC設備、長距離工場配線、大電流配電システム。

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☀️

太陽光・再生可能エネルギー

PVストリング配線、DC接続箱からインバーターへの配線、蓄電システム接続。

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🏢

商業

HVAC機器フィーダー、照明回路、データセンター電源、テナント配電。

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FAQ

よくある質問

電圧降下計算、電線サイズ決定、電気設計のベストプラクティスに関する一般的な質問への回答を得られます。

完全なナレッジベース
電気回路における電圧降下の原因は何ですか?
電圧降下は導体材料の抵抗によって引き起こされます。電流が電線を流れる際に抵抗に遭遇し、電気エネルギーが熱に変換されます。この抵抗は、電線材料(銅またはアルミニウム)、断面積(ゲージ)、長さ、および温度に依存します。
三相システムの電圧降下はどのように計算しますか?
三相電圧降下は、公式 Vd = √3 × I × L × R / 1000 を使用します。ここで√3(約1.732)は、単相計算で使用される2の係数を置き換えます。これは導体間の120°の位相関係を考慮しています。
電圧降下において銅とアルミニウムの違いは何ですか?
アルミニウムは、同じサイズの銅と比較して約61%高い抵抗を持っています。これは、同等の電圧降下性能を達成するためには、アルミニウム導体をより大きくする必要があることを意味します。ただし、アルミニウムは軽量で低コストであるため、大型フィーダーには経済的です。
並列導体をいつ使用すべきですか?
並列導体は、単一の導体が必要な電流を運べない場合、または利用可能な電線サイズで電圧降下制限を満たせない場合に使用されます。NECによれば、並列導体は1/0 AWG以上である必要があり、均等な電流分配のために適切に配置する必要があります。
力率は電圧降下にどのように影響しますか?
AC回路では、力率が電流と電圧の間の位相関係を決定するため、電圧降下に影響します。低い力率(よりリアクティブな負荷)は、負荷が誘導性か容量性かに応じて、見かけの電圧降下を増加または減少させる可能性があります。

計算を始める準備はできましたか?

上記のプロフェッショナル電圧降下計算器を使用して、電気設備がNECガイドラインを満たし、最適に動作することを確認してください。

方法論

計算はNEC第9章表8から導出されています。AC計算は、力率で調整されたDC抵抗から導出された実効Z近似を前提としています。大型鋼製導管配線(>4/0 AWG)の場合、インピーダンスが高くなる可能性があります。

制限

  • 分岐 3%
  • フィーダー 3%
  • 合計 5%

リソース