Ať už navrhujete 120voltový elektrický systém pro váš dům nebo 12voltový systém pro váš obytný vůz, je důležité pochopit, co je pokles napětí a jak jej vypočítat. Správný výpočet úbytku napětí ve vašem systému vám pomůže udržet vaši bezpečnost a zajistit, aby veškerá vaše elektronika fungovala správně. Pojďme se na to podívat blíže!
Obsah
- Co je pokles napětí?
- Jak vypočítat pokles napětí
- Ohmův zákon
Co je pokles napětí?
I když jsou měděné dráty fantastické vodiče, stále mají malý odpor. Ohmův zákon říká, že napětí se rovná proudu vynásobenému odporem (V = I*R). Proto se v vodičích ztrácí malé množství napětí, když proud protéká vaším elektrickým systémem. Toto je známé jako pokles napětí.
Větší proud protékající nebo větší odpor drátu budou mít za následek vyšší pokles napětí.
![Cut wires and scissors on a blueprint]()
Jak vypočítat pokles napětí
Výpočet přesného úbytku napětí v elektrickém systému je velmi komplikovaný. Závisí na odporu vodiče, který se mění v závislosti na teplotě, délce vodiče a typu proudu (AC nebo DC) protékajícího systémem a typu zátěže (indukční nebo odporová). Získání přesného odhadu je však velmi jednoduché a postačuje téměř ve všech aplikacích.
Jedním z nejjednodušších způsobů, jak vypočítat pokles napětí, je použít online kalkulačku poklesu napětí. Tyto kalkulátory umožňují zadat typ materiálu drátu, velikost drátu, typ proudu, délku drátu a proud zátěže. Po zadání všech údajů vám řeknou, kolik napětí ztratíte.
Ohmův zákon
Pokud však rádi děláte věci tvrdě nebo nemáte po ruce počítač, můžete být svým vlastním kalkulátorem úbytku napětí a přijít na blízkou aproximaci sami. K tomu použijete Ohmův zákon.
Napětí = proud x odpor
Proud v systému bude záviset na tom, jakou zátěž (nebo zátěže) jste připojili. Budete muset sečíst všechny zátěžové proudy, abyste získali celkový proud systému v ampérech.
Odpor je odpor drátu. Odpor drátu závisí především na průměru a délce drátu. Opět také mírně závisí na teplotě drátu, ale pro většinu aplikací to není nutné tak přesně. Většina tabulek American Wire Gauge (AWG) ukazuje odpor v ohmech na stopu nebo ohmech na metr.
Jakmile znáte proud, typ drátu a délku drátu, můžete vypočítat pokles napětí. Podívejme se na rychlý příklad:
Předpokládejme, že máme 24voltový bateriový systém s připojenou dvouampérovou zátěží a používáme 14 gauge drát, který je dlouhý 50 stop. Z výše uvedené tabulky AWG je odpor měděného drátu 14 gauge 2.5 Ohmů na 1,000 0025 stop nebo 50 Ohmů na stopu. Proto má 14 stop 125 gauge drátu odpor 50 Ohmů (0025 x 125 = 125). Nyní vynásobte dva ampéry 25 ohmů, abyste získali asi 25 voltů poklesu napětí. To znamená, že napětí na zátěži bude asi o XNUMX voltu nižší než napětí na zdroji.
![calculating and measuring voltage drop with a voltmeter]()
Co se stane, když napětí klesne?
Když napětí ve vašem elektrickém systému klesne, ztratíte energii jako teplo v kabeláži. Výsledkem je, že se vaše vodiče zahřejí a napětí na vašich zařízeních je nižší než napětí na zdroji. Ani jedno z toho není vážným problémem, pokud můžete minimalizovat pokles.
Většina elektroniky může pracovat v malém rozsahu kolem svého jmenovitého napětí. Například 24voltový měnič nutně nepotřebuje přesně 24 voltů. Nadměrný pokles napětí však způsobí, že vaše zařízení přestanou fungovat nebo selžou a může dokonce způsobit poškození. Střídač se s největší pravděpodobností předčasně vypne při zatížení, pokud k tomu dojde, i když nejsou vybité baterie.
Vzhledem k tomu, že ztráta napětí v drátech se rozptýlí jako teplo, nadměrný pokles napětí je také bezpečnostní problém. Pokud se vaše vodiče příliš zahřejí, izolace se může roztavit a způsobit požár. Pro zajištění bezpečnosti vašeho systému je důležité minimalizovat pokles napětí na přijatelnou úroveň.
Co je přijatelný pokles napětí?
Přijatelný pokles napětí v systému závisí na zařízeních v tomto systému. Některá elektronika má široký rozsah provozních napětí a je velmi shovívavá. Jiní nejsou. Konkrétní požadavky na napětí najdete v návodu k obsluze vaší elektroniky.
Největším problémem není to, že vaše zařízení nemusí fungovat, ale spíše bezpečnost vašeho systému a předcházení požáru. Malý pokles napětí by neměl představovat nebezpečí požáru. Národní elektrický kód (NEC) ve skutečnosti doporučuje, aby pokles napětí na vašem nejvzdálenějším zařízení byl menší než 5 % zdroje. Toto je vynikající vodítko pro práci a pomůže zajistit bezpečnost vašeho obvodu a správnou funkčnost vašeho systému.
Jak opravíte pokles napětí?
Pokud se vrátíme k tomu, jak počítáme pokles napětí, můžeme vidět několik způsobů, jak jej snížit. Prvním je snížení zátěžového proudu v systému. Pravděpodobně to není dobré dlouhodobé řešení, ale může to být rychlé řešení, pokud nejste na místě, kde byste mohli přepojit svůj systém. Pokud například vše funguje a připojíte nové zařízení a něco přestane fungovat nebo začne fungovat špatně, možná jde o problém s poklesem napětí. Odpojením něčeho ze zásuvky se pokles sníží.
![Multiple electricity plugs on adapter risk overloading and dangerous.]()
Pokud k výše uvedenému scénáři dochází často, může být čas hledat trvalejší řešení. Další možností, jak snížit pokles napětí, je snížit odpor vedení. Existují dva způsoby, jak toho dosáhnout, buď zkrátit délku drátu, nebo použít silnější drát. Zkrácení délky s největší pravděpodobností nebude možné, takže dimenzování kabeláže je pravděpodobně nejlepší volbou.
Jak vybrat velikost drátu pro boj s poklesem napětí
Výběr správné velikosti vodiče je zásadní pro boj s poklesem napětí ve vašem systému. Použití zdrojů, jako je kalkulátor úbytku napětí a grafy vodičů AWG, vám umožní činit chytrá rozhodnutí, jakou velikost vodiče zvolit. Pokud si nejste přesně jisti zatížením nebo délkou, doporučujeme dimenzovat kabeláž o jednu nebo dvě velikosti. Vždy je lepší mít trochu předimenzované rozvody než poddimenzované.
Dobrá kalkulačka poklesu napětí vám pomůže zjistit, jakou velikost potřebujete, abyste minimalizovali svůj pokles.
![choosing right wire size to avoid voltage drop]()
Proč jsou ve vašem systému důležité správné velikosti vodičů
Pokles napětí není něco, o čem přemýšlíte každý den, ale je důležité tomu rozumět, pokud navrhujete elektrický systém. Výběr správné velikosti a délky drátu pro vaši aplikaci je zásadní pro jeho optimální funkčnost a bezpečnost.
Ujistěte se, že provedete průzkum, a pokud máte nějaké dotazy nebo obavy, obraťte se na odborníky zde v Battle Born. Vždy rádi pomůžeme!
![12V DC / 24V AC Cable Distance Voltage Drop]()
CCTV kamery obvykle používají 12V DC nebo 24VAC napájecí zdroje. Některé bezpečnostní kamery mají duální napětí, což znamená, že mohou být napájeny buď 12V DC nebo 24V AC. Nízkonapěťové zdroje střídavého a stejnosměrného napětí mají omezení, pokud jde o to, jak daleko lze kabel vést, než napětí klesne příliš nízko na to, aby jej vaše zařízení mohlo používat. Maximální délka, kterou lze kabel vést pro nízkonapěťové napájení, se liší v závislosti na těchto faktorech.
- Vyžaduje vaše kamera 12V DC nebo 24V AC napájení?
- Kolik energie zařízení potřebuje? CCTV kamery mají obvykle maximální požadovaný výkon, který je zdokumentován ve specifikaci kamery. To se běžně uvádí v ampérech / miliampérech (mA). Například: DC 500mA, DC 1A. (1 ampér = 1000 mA)
- Jakou velikost kabelu používáte? Například: 18 gauge, 16 gauge, 22 gauge atd. Poznámka: Velikost kabelu je specifikována v AWG, což je zkratka pro «American Wire Gauge».
Napájení 24V AC kamer lze provozovat déle než 12V DC kamery
Pokud potřebujete vést kabel od napájecího zdroje k bezpečnostní kameře dále, měli byste zvážit použití 24 V AC namísto 12 V DC. Řešením jsou dvounapěťové kamery.
- Analogové CCTV 24VAC kamery se dvěma napětími
- AHD (analogové vysoké rozlišení) 24VAC kamery se dvěma napětími
Tabulky poklesu výkonu nízkého napětí
Poznámka: pro AC i DC nízké napětí je obecně maximální přijatelný pokles napětí 10 %. Předpokládají to následující grafy.
Pokles napájení 12V DC / Tabulka maximální vzdálenosti kabelu
Níže uvedená tabulka vzdálenosti kabelu poklesu stejnosměrného napětí funguje následovně. Levý sloupec uvádí množství energie, kterou napájené zařízení vyžaduje (červený text). „mA“ za číslem znamená miliampéry. Řekněme například, že používáte CCTV kameru, která vyžaduje max. 300 mA. Pomocí napájecího kabelu o průměru 18 můžete kabel vést až 289 stop.
24 AWG 22 AWG 20 AWG 18 AWG 16 AWG 14 AWG 12 AWG DC 100 mA 216 nohy 342 nohy 594 nohy 867 nohy 1,379 nohy 2,197 nohy 3,508 nohy DC 200 mA 108 nohy 171 nohy 297 nohy 433 nohy 689 nohy 1,098 nohy 1,755 nohy DC 300 mA 72 nohy 113 nohy 198 nohy 289 nohy 459 nohy 732 nohy 1,169 nohy DC 400 mA 54 nohy 85 nohy 148 nohy 216 nohy 344 nohy 549 nohy 877 nohy DC 500 mA 43 nohy 68 nohy 119 nohy 173 nohy 275 nohy 439 nohy 701 nohy DC 750 mA 28 nohy 45 nohy 79 nohy 115 nohy 183 nohy 293 nohy 467 nohy DC 1000 mA 21 nohy 34 nohy 59 nohy 86 nohy 137 nohy 219 nohy 350 nohy Pokles napájení 24V AC / Tabulka maximální vzdálenosti kabelu
Tabulka vzdálenosti úbytku střídavého napětí funguje stejně jako stejnosměrná. Většina 24VAC napájecích zdrojů se však měří v napěťových ampérech (“VA”) nebo wattech. Napěťové ampéry / watty lze převést na miliampéry. Tento nástroj pro převod napětí na watty můžete použít, pokud požadovaná hodnota není v níže uvedené tabulce. Přepočet jsme pro vás poskytli pod hodnotou VA ve sloupci vlevo. Například 10VA je totéž jako 417mA.
Pomocí níže uvedené tabulky můžete vidět, že pokud používáte bezpečnostní kameru napájenou střídavým proudem nebo dvounapěťovou bezpečnostní kameru, která vyžaduje napájení až 417 mA, potáhnete napájecí kabel o průměru 18 o délce až 451 stop.
24 AWG 22 AWG 20 AWG 18 AWG 16 AWG 14 AWG 12 AWG 10 VA
(417 mA)103 nohy 283 nohy 286 nohy 451 nohy 716 nohy 1,142 nohy 1,811 nohy 20 VA
(833 mA)52 nohy 141 nohy 142 nohy 225 nohy 358 nohy 571 nohy 905 nohy 30 VA
(1,250 mA)34 nohy 94 nohy 95 nohy 150 nohy 238 nohy 380 nohy 603 nohy 40 VA
(1,667 mA)26 nohy 70 nohy 71 nohy 112 nohy 179 nohy 285 nohy 452 nohy 50 VA
(2,083 mA)20 nohy 56 nohy 57 nohy 90 nohy 143 nohy 228 nohy 362 nohy Instalační nástroje a referenční stránky
Zde jsou některé další referenční stránky a online nástroje, které instalátoři považují za užitečné
- Schéma zapojení CAT-5 — schémata zapojení standardního Ethernetu a kříženého kabelu TIA-568B.
- Open Port Checker – tento online nástroj testuje pravidla předávání portů na síťových směrovačích.
- Kalkulátor poklesu napětí — tento nástroj pro výpočet poklesu napětí používají instalatéři nízkého napětí k výpočtu úbytků AC nebo DC napětí v ampérech na různé vzdálenosti kabelů.
- Převodník voltů na watty — tato online kalkulačka/konverzní nástroj dokáže převést watty na ampéry, volty na watty a volty na ampéry.
Související vybavení bezpečnostního kamerového systému
- Skryté CCTV kamery
- Dome CCTV kamery
- IR bezpečnostní kamery
- Převodník BNC na HDMI
- Věžové bezpečnostní kamery
- 180 stupňové bezpečnostní kamery
O Nás
Tento článek napsal Mike Haldas, spoluzakladatel a řídící partner společnosti CCTV Camera Pros. Pokud to považujete za užitečné, sdílejte to. Pokud máte nějaké dotazy, kontaktujte prosím Mikea na mike@cctvcamerapros.net.
