전압이 떨어지는 이유
전선에는 약간의 저항이 있어서, 흐르는 전류는 도중에 전압을 조금 잃습니다. 배선이 길거나 전선이 가늘면 끝의 기기에는 전원이 내는 것보다 꽤 낮은 전압만 닿고, 잃은 에너지는 케이블을 데웁니다.
공식
직류와 단상 회로에서는 전류가 갔다가 돌아오므로 길이를 두 번 셉니다.
전압 강하 = 2 × 길이 × 전류 × 저항률 ÷ 단면적
삼상 회로에서는 2 대신 √3, 약 1.732를 씁니다. 저항률은 구리가 약 0.0172 Ω·mm²/m, 알루미늄이 약 0.0282입니다.
계산 예
2.5 mm² 구리선으로 25 m 단상 배선에 16 A를 흘리는 경우: 2 × 25 × 16 × 0.0172 ÷ 2.5 = 5.5 V. 220 V라면 2.5%입니다.
어디까지 괜찮나
흔한 목표는 분기 회로에서 3% 이하, 전원부터 부하까지 합계 5% 이하입니다. 이는 미국 전기 규정 NEC가 참고 주석에서 권하는 값입니다. 한국전기설비규정(KEC) 등 나라마다 규정에 자체 한도가 있습니다. 전압 강하가 너무 크면 굵은 전선을 쓰거나 배선을 짧게 하세요. 전선이 전류를 견디는지는 전압 강하 계산만으로 알 수 없으니 따로 확인해야 합니다.
계산 도구와 표
전압 강하 계산기는 AWG와 mm², 구리와 알루미늄을 지원합니다. AWG 전선 규격표에는 AWG 규격마다 지름, 단면적, 저항이 나와 있습니다.