Μήκος καλωδίου έναντι Πτώση ισχύος

Η πτώση ισχύος ή η απώλεια ισχύος σε ένα καλώδιο, εξαρτάται από το μήκος του καλωδίου, το μέγεθος του καλωδίου και το ρεύμα μέσω του καλωδίου. Τα μεγαλύτερα καλώδια έχουν μικρότερη αντίσταση και μπορούν συνεπώς να μεταδίδουν περισσότερη ισχύ χωρίς μεγάλες απώλειες. Οι απώλειες σε μικρότερα καλώδια παραμένουν χαμηλές εάν η ποσότητα ισχύος που μεταδίδεται είναι μικρή ή εάν το καλώδιο δεν είναι πολύ μεγάλο. Οι μηχανικοί πρέπει να σχεδιάσουν το σύστημα ισχύος έτσι ώστε η απώλεια ισχύος στα καλώδια να είναι αποδεκτή για το μήκος του καλωδίου που απαιτείται για την τροφοδοσία του φορτίου.

Τα ηλεκτρικά καλώδια έχουν αντίσταση ανά πόδι και όσο μεγαλύτερο είναι το καλώδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση. Όταν το ρεύμα ρέει μέσω του καλωδίου, το ρεύμα που ρέει μέσω της αντίστασης οδηγεί σε πτώση τάσης σύμφωνα με το νόμο του Ohm, τάση = ρεύμα x αντίσταση. Η ισχύς σε watt είναι τάση x ρεύμα. Ένα δεδομένο ρεύμα και αντίσταση καλωδίου καθορίζει την ισχύουσα πτώση τάσης. Εάν είναι 10 βολτ για ρεύμα 10 αμπέρ, η απώλεια ισχύος στο καλώδιο είναι 100 watt.

Τα μεγαλύτερα καλώδια έχουν μικρότερη αντίσταση ανά πόδι από τα μικρότερα καλώδια. Η τυπική οικιακή καλωδίωση είναι AWG 12 ή 14 gauge με αντιστάσεις 1,6 και 2,5 ohms ανά 1000 πόδια. Για μια τυπική κατοικία, μια διαδρομή καλωδίου μπορεί να φτάνει τα 50 πόδια. Οι αντίστοιχες αντιστάσεις για αυτά τα κοινά μεγέθη καλωδίων είναι 0,08 και 0,13 ohms. Το μεγαλύτερο καλώδιο έχει αντίσταση 36% μικρότερη από το μικρότερο καλώδιο και θα χάσει 36% λιγότερη ισχύ. Για μεγαλύτερες διαδρομές καλωδίων, όπως εξωτερικές συνδέσεις, το καλώδιο μετρητή AWG 10 με αντίσταση 1 ohm ανά 1000 πόδια θα έχει πτώση ισχύος 60% μικρότερη από το καλώδιο 14 gauge.

Ενώ η αντίσταση των καλωδίων δείχνει ποιο καλώδιο θα χάσει τη λιγότερη ισχύ, η απώλεια ισχύος σε watt καθορίζεται από την πτώση τάσης. Για διαδρομές 100 ποδιών, οι αντιστάσεις των καλωδίων AWG 10, 12 και 14 είναι 0,1, 0,16 και 0,25 ohms. Ένα κύκλωμα οικιακής χρήσης έχει βαθμολογία 15 amp. Ένα ρεύμα 15-amp έως 100 πόδια αυτών των καλωδίων θα είχε ως αποτέλεσμα πτώση τάσης 1,5, 2,4 και 3,75 volt αντίστοιχα.

Η πτώση τάσης πολλαπλασιαζόμενη με το ρεύμα δίνει την ισχύ σε watt. Τα τρία καλώδια των 100 ποδιών, με 15 αμπέρ, θα έχουν πτώση ισχύος 22,5, 36 και 56,25 watt για τα καλώδια μετρητή 10, 12 και 14 αντίστοιχα. Αυτή η ισχύς θερμαίνει το καλώδιο και η πτώση τάσης μειώνει την διαθέσιμη τάση για το φορτίο. Μια πτώση τάσης 3,6 έως 6 βολτ δίνει μια αποδεκτή πτώση ισχύος για ένα κύκλωμα 120 volt. Το καλώδιο μετρητή AWG 14 είναι οριακό, όπως προκύπτει από την απώλεια ισχύος που είναι μεγαλύτερη από εκείνη ενός λαμπτήρα 40 watt.