Gerilim neden düşer
Her telin bir miktar direnci vardır; bu yüzden içinden geçen akım yol boyunca biraz gerilim kaybeder. Uzun bir hatta ya da ince bir telle uçtaki cihaz beslemenin verdiğinden belirgin biçimde azını alır ve kaybolan enerji kabloyu ısıtır.
Formül
DC ve tek fazlı devrelerde akım gidip döner, bu yüzden uzunluk iki kez sayılır:
gerilim düşümü = 2 × uzunluk × akım × özdirenç ÷ kesit
Üç fazlı devrelerde 2’nin yerine yaklaşık 1,732 olan √3’ü koy. Bakırın özdirenci yaklaşık 0,0172 Ω·mm²/m, alüminyumunki yaklaşık 0,0282’dir.
Çözümlü örnek
16 A taşıyan 2,5 mm² bakırdan 25 m’lik tek fazlı bir hat: 2 × 25 × 16 × 0,0172 ÷ 2,5 = 5,5 V. 230 V’ta bu %2,4’tür.
Ne kadarı kabul edilebilir
Yaygın bir hedef, ABD Ulusal Elektrik Yönetmeliği’nin bilgilendirici bir notta önerdiği gibi bir dal devresinde %3’ten, beslemeden yüke toplamda %5’ten fazla olmamasıdır. Yerel tesisat kuralları kendi sınırlarını belirler; Türkiye’de Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği’ni kontrol et. Düşüm çok yüksekse daha kalın bir kablo ya da daha kısa bir hat kullan. Kablonun akım için de uygun olması gerekir; bunu gerilim düşümü tek başına kontrol etmez.
Hesaplayıcı ve tablo
Gerilim düşümü hesaplayıcı AWG ya da mm², bakır ya da alüminyumla çalışır. Kablo kesiti tablosu her AWG boyutunu çapı, alanı ve direnciyle listeler.
AWG ile çözümlü bir örnek
120 V’luk bir devre, 15 A çeken bir yüke 100 ft gidiyor. 12 AWG bakırın direnci 20 °C’de 1.000 ft başına yaklaşık 1,59 Ω’dur.
- 12 AWG: 2 × 100 × 15 × 1,59 ÷ 1.000 = 4,8 V; bu 120 V’un %4,0’üdür. %3 hedefinin üstünde.
- 10 AWG, 1.000 ft başına yaklaşık 1,00 Ω ile: 3,0 V; yani %2,5. Hedefin içinde.
Sıcak teller daha çok düşürür
Bakırın direnci her santigrat derece için yaklaşık %0,4 artar. 75 °C’de çalışan bir telin direnci 20 °C’dekinden yaklaşık %22 fazladır ve dolayısıyla gerilim düşümü de yaklaşık %22 fazladır. Yapı tesisatı tablolarının çoğu zaman 75 °C’deki değerleri listelemesinin nedeni budur.
Düşük gerilimli devreler
1 V’luk bir düşüm 120 ya da 230 V’ta %1’in altındadır, ama 12 V’luk bir LED şeritte ya da bir araç aksesuarında %8’in üstündedir. Düşük gerilimli hatlar aynı uzunluk için daha kalın tel ister. Uzak ucun sönükleşmemesi için uzun LED şeritler çoğu zaman iki uçtan beslenir.