Effektfallet, eller strömförlusten i en kabel, beror på kabellängden, kabelstorleken och strömmen genom kabeln. Större kablar har mindre motstånd och kan därför överföra mer kraft utan stora förluster. Förlusterna i mindre kablar förblir låga om den överförda mängden ström är liten eller om kabeln inte är särskilt lång. Ingenjörer måste utforma elsystemet så att strömförlusten i kablarna är acceptabel för den kabellängd som krävs för att leverera lasten.
Grunderna
Elkablar har ett motstånd per fot, och ju längre kabeln är, desto större är motståndet. När ström flyter genom kabeln resulterar strömmen som strömmar genom motståndet i ett spänningsfall enligt Ohms lag, spänning = ström x motstånd. Effekt i watt är spänning x ström. En given ström- och kabelmotstånd definierar tillämpligt spänningsfall. Om det är 10 volt för en ström av 10 ampere är strömförlusten i kabeln 100 watt.
Kabelstorlek
Större kablar har mindre motstånd per fot än mindre kablar. Vanliga hushållsledningar är AWG 12 eller 14 gauge med motstånd på 1,6 och 2,5 ohm per 1000 fot. För en typisk bostad kan en kabelkabel vara upp till 50 fot. Motsvarande motstånd för dessa vanliga kabelstorlekar är 0,08 och 0,13 ohm. Den större kabeln har ett motstånd 36 procent mindre än den mindre kabeln och kommer att förlora 36 procent mindre ström. För längre kabeldragningar, som utomhusanslutningar, har AWG 10-kabel med ett motstånd på 1 ohm per 1000 fot ett effektfall 60 procent mindre än 14-gauge-kabeln.
Spänning
Medan kablarnas motstånd visar vilken kabel som tappar minst effekt, bestäms effekten som förloras i watt av spänningsfallet. För körningar på 100 fot är motstånden för AWG 10, 12 och 14 kablar 0,1, 0,16 och 0,25 ohm. En hushållskrets har 15 ampere. En 15-amp ström genom 100 fot av dessa kablar skulle resultera i spänningsfall på 1,5, 2,4 respektive 3,75 volt.
Kraft
Spänningsfallet multiplicerat med strömmen ger effekten i watt. De tre kabellängderna på 100 fot, som bär 15 ampere, kommer att ha effektfall på 22,5, 36 och 56,25 watt för kablarna 10, 12 och 14. Denna kraft värmer upp kabeln och spänningsfallet minskar den tillgängliga spänningen för lasten. Ett spänningsfall på 3,6 till 6 volt ger ett acceptabelt effektfall för en 120-volts krets. AWG 14-kabeln är gränslinje, vilket framgår av strömförlusten som är mer än en 40-watts glödlampa.
