Panjang Kabel vs. Penurunan Daya

Penurunan daya, atau daya yang hilang dalam kabel, tergantung pada panjang kabel, ukuran kabel, dan arus yang melalui kabel. Kabel yang lebih besar memiliki resistansi yang lebih kecil dan oleh karena itu dapat mentransmisikan lebih banyak daya tanpa kehilangan yang besar. Kerugian pada kabel yang lebih kecil tetap rendah jika jumlah daya yang ditransmisikan kecil, atau jika kabel tidak terlalu panjang. Insinyur harus merancang sistem tenaga sehingga kehilangan daya pada kabel dapat diterima untuk panjang kabel yang dibutuhkan untuk memasok beban.

Kabel listrik memiliki hambatan per kaki, dan semakin panjang kabel, semakin besar hambatannya. Ketika arus mengalir melalui kabel, arus yang mengalir melalui resistansi menghasilkan penurunan tegangan menurut hukum Ohm, tegangan = arus x resistansi. Daya dalam watt adalah tegangan x arus. Resistansi arus dan kabel yang diberikan menentukan penurunan tegangan yang berlaku. Jika 10 volt untuk arus 10 amp, daya yang hilang pada kabel adalah 100 watt.

Kabel yang lebih besar memiliki hambatan per kaki yang lebih kecil daripada kabel yang lebih kecil. Kabel rumah tangga yang khas adalah pengukur AWG 12 atau 14 dengan resistansi 1,6 dan 2,5 ohm per 1000 kaki. Untuk tempat tinggal biasa, kabel bisa mencapai 50 kaki. Resistansi yang sesuai untuk ukuran kabel umum ini adalah 0,08 dan 0,13 ohm. Kabel yang lebih besar memiliki resistansi 36 persen lebih kecil daripada kabel yang lebih kecil dan akan kehilangan daya 36 persen lebih sedikit. Untuk kabel yang berjalan lebih lama, seperti koneksi luar ruangan, kabel pengukur AWG 10 dengan resistansi 1 ohm per 1000 kaki akan memiliki penurunan daya 60 persen lebih kecil daripada kabel pengukur 14.

Sementara resistansi kabel menunjukkan kabel mana yang akan kehilangan daya paling kecil, daya yang hilang dalam watt ditentukan oleh jatuh tegangan. Untuk lari 100 kaki, hambatan kabel pengukur AWG 10, 12 dan 14 adalah 0,1, 0,16 dan 0,25 ohm. Sirkuit rumah tangga diberi peringkat 15 amp. Arus 15-amp melalui 100 kaki kabel ini akan menghasilkan penurunan tegangan masing-masing 1,5, 2,4 dan 3,75 volt.

Penurunan tegangan dikalikan dengan arus memberikan daya dalam watt. Tiga kabel berjalan 100 kaki, membawa 15 amp, akan memiliki penurunan daya 22,5, 36 dan 56,25 watt untuk masing-masing kabel pengukur 10, 12 dan 14. Daya ini memanaskan kabel, dan penurunan tegangan mengurangi tegangan yang tersedia untuk beban. Penurunan tegangan 3,6 hingga 6 volt memberikan penurunan daya yang dapat diterima untuk rangkaian 120 volt. Kabel pengukur AWG 14 adalah batas, seperti yang terlihat dari kehilangan daya yang lebih besar dari pada bola lampu 40 watt.