交流と直流の電圧降下
ACとDCシステムの電圧降下の違いを理解する
電圧降下の基本原理は交流(AC)システムと直流(DC)システムの両方に適用されますが、計算方法と考慮事項は大きく異なります。直流システムは純粋な抵抗を使用して計算されますが、交流システムはインピーダンス（抵抗とリアクタンスの組み合わせ）を考慮する必要があります。これらの違いを理解することは、特に太陽光発電、蓄電池システム、電気自動車充電システムがますます普及している現代の電気設備における正確な電圧降下計算に不可欠です。本総合ガイドでは、交流と直流の電圧降下の主な違いを詳しく説明し、各タイプの計算がいつ適用されるかを解説し、両方のシステムタイプを扱う電気技術者向けの実用的なガイダンスを提供します。
直流電圧降下：純抵抗計算方式
直流電流は一方向に継続的に流れるため、直流電圧降下の計算は簡単明瞭です。電流の流れに対する唯一の抵抗は導体の抵抗です。周波数依存のリアクタンス、表皮効果、近接効果を考慮する必要はありません。このシンプルさにより、直流計算はより予測可能で検証も容易になります。一般的な直流アプリケーションには、太陽光発電ストリング配線、バッテリー貯蔵システム、自動車および船舶電気システム、通信機器電源、低電圧制御回路、DC駆動のLED照明システムが含まれます。
直流電圧降下の基本公式
ここで：Vd = 電圧降下（ボルト）、I = 電流（アンペア）、L = 片道長さ（フィート）、R = NEC第9章表8からの直流抵抗（オーム/1000フィート）。係数2は電流が2本の導体を往復するため総抵抗距離が長さの2倍になることを示します。
交流電圧降下：インピーダンス要因の重要性
交流電流は電圧降下に影響を与える追加要因を導入します。交流電流は導体の周りに磁場を生成し、これらの磁場はリアクタンス（周波数によって変化する電流に対する追加の抵抗）を引き起こします。交流の流れに対する総抵抗はインピーダンス（Z）と呼ばれ、抵抗（R）成分とリアクタンス（X）成分を組み合わせたものです。力率、周波数、導体サイズ、設置方法はすべて交流システムの総電圧降下に影響します。力率は交流電圧降下計算において重要な役割を果たします。純抵抗負荷の電圧降下は主に抵抗成分によって決定されますが、誘導負荷はリアクタンスの影響を増加させます。
交流電圧降下計算公式
ここでZ（インピーダンス）は Z = √(R² + X²) で計算されます。NEC第9章表9は異なる導体構成の交流抵抗とリアクタンス値を提供します。
各計算方法を使用する場合
正しい電圧降下計算方法の選択は設計しているシステムのタイプによって異なります。直流計算は太陽光発電直流回路、バッテリー貯蔵システム、自動車およびRVシステム、通信機器電源、低電圧制御回路、LED照明システムに使用します。交流計算は住宅分岐回路、商業三相配電システム、モーターフィーダー回路、長距離フィーダー、大型導体アプリケーション、鋼製導管設置に使用します。太陽光発電システムでは通常DCとAC回路の両方に遭遇し、各部分を個別に分析する必要があります。
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