電力低下、またはケーブルで失われる電力は、ケーブルの長さ、ケーブルのサイズ、およびケーブルを流れる電流によって異なります。 ケーブルが大きいほど抵抗が少なくなるため、大きな損失を発生させることなく、より多くの電力を伝送できます。 送信される電力量が少ない場合、またはケーブルがそれほど長くない場合、小さいケーブルでの損失は低いままです。 エンジニアは、負荷を供給するために必要なケーブルの長さに対してケーブルの電力損失が許容できるように、電力システムを設計する必要があります。
基本
電気ケーブルには1フィートあたりの抵抗があり、ケーブルが長いほど抵抗が大きくなります。 ケーブルに電流が流れると、抵抗に流れる電流により、オームの法則に従って電圧降下が発生します。電圧=電流x抵抗。 ワット単位の電力は、電圧x電流です。 与えられた電流とケーブル抵抗は、適用可能な電圧降下を定義します。 10アンペアの電流に対して10ボルトの場合、ケーブルで失われる電力は100ワットです。
ケーブルサイズ
大きなケーブルは、小さなケーブルよりも1フィートあたりの抵抗が少なくなります。 一般的な家庭用配線は、1000フィートあたり1.6および2.5オームの抵抗を持つAWG12または14ゲージです。 一般的な住居の場合、ケーブルの配線は最大50フィートになる可能性があります。 これらの一般的なケーブルサイズに対応する抵抗は、0.08オームと0.13オームです。 大きい方のケーブルの抵抗は小さい方のケーブルより36％少なく、電力の損失も36％少なくなります。 屋外接続などのより長いケーブル配線の場合、1000フィートあたり1オームの抵抗を持つAWG 10ゲージケーブルの電力低下は、14ゲージケーブルよりも60％少なくなります。
電圧
ケーブルの抵抗は、どのケーブルが最も電力を失うかを示しますが、ワットで失われる電力は、電圧降下によって決まります。 100フィートの配線の場合、AWG 10、12、および14ゲージケーブルの抵抗は0.1、0.16、および0.25オームです。 家庭用回路の定格は15アンペアです。 これらのケーブルの100フィートを流れる15アンペアの電流は、それぞれ1.5、2.4、および3.75ボルトの電圧降下をもたらします。
力
電圧降下に電流を掛けると、電力がワット単位で得られます。 15アンペアを運ぶ100フィートの3本のケーブル配線では、10、12、および14ゲージのケーブルでそれぞれ22.5、36、および56.25ワットの電力降下が発生します。 この電力によってケーブルが加熱され、電圧降下によって負荷に使用できる電圧が低下します。 3.6〜6ボルトの電圧降下は、120ボルトの回路で許容可能な電力降下をもたらします。 AWG 14ゲージケーブルは、40ワットの電球よりも大きな電力損失から明らかなように、境界線です。