La chute de puissance, ou la puissance perdue dans un câble, dépend de la longueur du câble, de la taille du câble et du courant traversant le câble. Les câbles plus gros ont moins de résistance et peuvent donc transmettre plus de puissance sans pertes importantes. Les pertes dans les câbles plus petits restent faibles si la puissance transmise est faible ou si le câble n'est pas très long. Les ingénieurs doivent concevoir le système d'alimentation de manière à ce que la perte de puissance dans les câbles soit acceptable pour la longueur de câble requise pour alimenter la charge.
Notions de base
Les câbles électriques ont une résistance par pied, et plus le câble est long, plus la résistance est grande. Lorsque le courant circule dans le câble, le courant traversant la résistance entraîne une chute de tension selon la loi d'Ohm, tension = courant x résistance. La puissance en watts est la tension x le courant. Un courant et une résistance de câble donnés définissent la chute de tension applicable. S'il est de 10 volts pour un courant de 10 ampères, la puissance perdue dans le câble est de 100 watts.
Taille du câble
Les câbles plus gros ont moins de résistance par pied que les câbles plus petits. Le câblage domestique typique est de calibre AWG 12 ou 14 avec des résistances de 1,6 et 2,5 ohms par 1000 pieds. Pour une résidence typique, une longueur de câble peut aller jusqu'à 50 pieds. Les résistances correspondantes pour ces tailles de câbles courantes sont de 0,08 et 0,13 ohms. Le câble le plus gros a une résistance 36 % inférieure à celle du câble plus petit et perdra 36 % moins de puissance. Pour les câbles plus longs, tels que les connexions extérieures, un câble de calibre 10 AWG avec une résistance de 1 ohm par 1000 pieds aura une chute de puissance de 60 % inférieure à celle du câble de calibre 14.
Tension
Alors que la résistance des câbles indique quel câble perdra le moins de puissance, la puissance perdue en watts est déterminée par la chute de tension. Pour les courses de 100 pieds, les résistances des câbles de calibre AWG 10, 12 et 14 sont de 0,1, 0,16 et 0,25 ohms. Un circuit domestique est évalué à 15 ampères. Un courant de 15 ampères à travers 100 pieds de ces câbles entraînerait des chutes de tension de 1,5, 2,4 et 3,75 volts respectivement.
Pouvoir
La chute de tension multipliée par le courant donne la puissance en watts. Les trois longueurs de câble de 100 pieds, transportant 15 ampères, auront des chutes de puissance de 22,5, 36 et 56,25 watts pour les câbles de calibre 10, 12 et 14 respectivement. Cette puissance chauffe le câble et la chute de tension réduit la tension disponible pour la charge. Une chute de tension de 3,6 à 6 volts donne une chute de puissance acceptable pour un circuit de 120 volts. Le câble de calibre AWG 14 est limite, comme en témoigne la perte de puissance supérieure à celle d'une ampoule de 40 watts.