Кроме обычной проводки на 220 Вольт, нам иногда приходится иметь дело с низковольтными цепями: напряжением 12, 24 и 36 Вольт, например в автомобиле, при подключении светодиодных лент и в проводке бани/сауны.
Подбор проводов для этих цепей, кроме обычной проверки толщины меди в зависимости от силы тока, ведётся также на падение напряжения. Что это такое и как его посчитать - читайте в нашей небольшой статье!
Закон Ома в проводах
Закон Ома, как говорится, работает везде, даже если мы о нём не подозреваем. Его сущность сводится к простой зависимости:
Сила тока = Напряжение / Сопротивление
Напряжение, приложенное к обоим концам цепи, пытается вызывать в ней ток - и вызывает, но сила этого тока зависит от материала цепи и её толщины. Если цепь "охотно" проводит ток, его сила будет большой, а те цепи, которые сопротивляются "изо всех сил", пропустят через себя лишь мизерное количество электрической энергии. Так, например, ведут себя изоляторы.
Провода, как мы знаем, проводят ток достаточно хорошо. Но и они имеют своё, пусть очень малое, сопротивление. А теперь посмотрим, что будет, если вывернуть зависимость, приведённую выше, "наизнанку":
Напряжение = Сила тока * Сопротивление
Оказывается, напряжение на участке цепи равно произведению сопротивления этого участка на силу тока, которая по нему течёт. Если принять сопротивление за постоянную величину, получится, что падение напряжения (а это оно и есть) прямо пропорционально силе тока через провод и не зависит от напряжения на концах всей цепи в общем.
Поясним. Если приложить к проводу сопротивлением 1 Ом (например куску провода сечением 1 квадрат и длиной 50 метров) напряжение 220 Вольт и пропустим через него ток в 10 Ампер, на нём упадёт напряжение:
10 Ампер * 1 Ом = 10 Вольт
То есть, на выходе этого провода напряжение будет уже не 220 Вольт, а 210. Но если приложить к тому же проводу напряжение 12 Вольт с той же силой тока, как вы думаете, падение изменится? Конечно, нет, ведь ни сила тока, ни сопротивление не поменялись! И, если для напряжения 220 Вольт падение в 10 Вольт несущественно, то на 12 Вольтах оно катастрофически большое. Вы попросту не сможете ничего запитать, потому что на выходе кабельной линии получите ничтожные 2 Вольта (12 Вольт - 10 Вольт), от которых ничего не заработает.
Расчёт провода по падению напряжения
Для того, чтобы рассчитать падение напряжения на проводе, нужно выполнить следующий расчёт:
Падение напряжения (В) = 0,02 * длину провода (м) / сечение провода (квадрат) * силу тока (А)
Например, нам нужно подключить светодиодную ленту общей мощностью 144 Ватта (ток равен 144 Ватта/12 Вольт = 12 Ампер). Если взять провод сечением 0,75 квадрата и длиной 10 метров, то на нём упадёт:
0,02 * 10 метров / 0,75 * 12 Ампер = 3,2 Вольта
То есть, от блока питания до ленты дойдёт лишь (12 - 3,2) = 8,8 Вольта. Если лента и будет работать, то очень тускло. Для данного варианта лучше взять провод на 1,5 квадрата, а ещё лучше - на 2,5.
Заключение
Если вы имеете дело с низким напряжением, либо с длинными проводами, не забывайте подсчитывать падение напряжения - это не долго, но зато вы избежите неприятных сюрпризов, когда, например, сварочный аппарат, включённый в удлинитель на 50 метров, откажется работать.
Удачного ремонта и электромонтажа!