สูตรคำนวณแรงดันตก: อธิบายอย่างละเอียด
พื้นฐาน: กฎของโอห์ม
การคำนวณแรงดันตกทั้งหมดตั้งอยู่บนกฎของโอห์ม ซึ่งเป็นหนึ่งในความสัมพันธ์พื้นฐานที่สุดในวิศวกรรมไฟฟ้า กฎนี้สร้างความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างแรงดัน กระแส และความต้านทานในวงจรไฟฟ้า
กฎของโอห์ม
ในบริบทของแรงดันตก เราใช้กฎนี้กับตัวนำเอง ตัวนำทำหน้าที่เป็นตัวต้านทาน (แม้จะมีค่าน้อย) กระแสที่ไหลผ่านจะสร้างแรงดันตกตลอดความยาว
สูตรแรงดันตกเฟสเดียวและ DC
สำหรับวงจร AC เฟสเดียวและวงจร DC สูตรจะคำนึงถึงกระแสที่ไหลผ่านตัวนำทั้งสายไปและสายกลับ นี่คือเหตุผลที่ต้องคูณด้วย 2 — ความยาววงจรรวมรวมตัวนำทั้งสองเส้น
สูตรเฟสเดียว/DC
ตัวคูณ 2 แทนเส้นทางกระแสไปและกลับ กระแสไหลจากแหล่งจ่ายผ่านตัวนำเส้นหนึ่งไปยังโหลด แล้วกลับผ่านตัวนำอีกเส้นหนึ่ง ตัวนำทั้งสองเส้นมีส่วนทำให้เกิดแรงดันตกรวม
ตัวอย่างการคำนวณ: เครื่องปรับอากาศบ้าน
เครื่องปรับอากาศ 220V กินกระแส 15A ระยะทาง 30 เมตรจากตู้ MDB ใช้สาย THW 4 ตร.มม. ทองแดง (R = 4.61 Ω/km)
Vd = (2 × 15 × 30 × 4.61) / 1000
Vd = (900 × 4.61) / 1000
Vd = 4.15 โวลต์
Vd% = (4.15 / 220) × 100 = 1.89%
ผลลัพธ์: สาย 4 ตร.มม. ผ่านข้อแนะนำ 3% สำหรับวงจรย่อย
สูตรแรงดันตกระบบ 3 เฟส
ระบบ 3 เฟสใช้ตัวคูณที่แตกต่างกันเนื่องจากความสัมพันธ์ของเฟสที่ 120° ระหว่างตัวนำ เราใช้ √3 (ประมาณ 1.732) แทนการคูณด้วย 2 ตัวคูณนี้คำนึงถึงความสัมพันธ์เวกเตอร์ระหว่างเฟสในระบบ 3 เฟสสมดุล
สูตร 3 เฟส
สูตร AC ที่ใช้อิมพีแดนซ์
สำหรับวงจร AC ที่ต้องการความแม่นยำสูง โดยเฉพาะสายขนาดใหญ่ (ตั้งแต่ 50 ตร.มม. ขึ้นไป) ควรใช้อิมพีแดนซ์แทนความต้านทานเพียงอย่างเดียว เนื่องจากมีรีแอกแตนซ์จากสนามแม่เหล็กเข้ามาเกี่ยวข้อง
สูตรอิมพีแดนซ์
R = ความต้านทาน (Ω/km), X = รีแอกแตนซ์ (Ω/km)
cosφ = ตัวประกอบกำลัง
ตัวคูณ = 2 สำหรับเฟสเดียว, √3 สำหรับ 3 เฟส
ตัวประกอบกำลัง (Power Factor) มีผลอย่างมากต่อผลลัพธ์ โหลดที่มี Power Factor ต่ำ เช่น มอเตอร์ที่ไม่มีคาปาซิเตอร์ชดเชย จะมีแรงดันตกสูงกว่าโหลดที่มี Power Factor สูง เช่น ฮีตเตอร์หรือหลอดไฟ LED
เปอร์เซ็นต์แรงดันตก
ในการออกแบบจริง เรามักแสดงแรงดันตกเป็นเปอร์เซ็นต์ของแรงดันระบบ ซึ่งทำให้เปรียบเทียบกับข้อแนะนำของมาตรฐานได้ง่าย:
Vd% = เปอร์เซ็นต์แรงดันตก
Vd = แรงดันตก (โวลต์)
Vs = แรงดันระบบ (220V เฟสเดียว หรือ 380V 3 เฟส ในประเทศไทย)
Start Calculating
Ready to apply these concepts to your project? Use our professional voltage drop calculator.
Open Calculator