電壓降計算器

分類：物理學
- 2025年10月29日
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電壓降是由於導線電阻而在電路中源頭與負載之間的電壓減少。

此計算器根據導線的大小、長度、材料和電流來幫助確定直流和交流電路的電壓降。

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關於電壓降

電壓降是當電流通過導線電阻時，電壓（電壓壓力）的減少。所有導體都有一定的電阻，這會導致電壓在從源頭到負載的過程中減少。

為什麼電壓降很重要：

過高的電壓降可能導致：

  • 設備故障或失效
  • 電動機以降低速度或減少扭矩運行
  • 燈光顯得昏暗
  • 加熱器產生的熱量減少
  • 由於效率低下而增加的電力消耗
  • 導體可能過熱
建議限制：

大多數電氣規範建議：

  • 支路電路的最大電壓降為 3%
  • 供電和支路電路的最大綜合電壓降為 5%
  • 對於敏感電子設備為 2%
計算公式：
  • 直流電路： Vdrop = 2 × L × I × R
  • 單相交流： Vdrop = 2 × L × I × R × PF
  • 三相交流： Vdrop = √3 × L × I × R × PF

其中：

  • Vdrop = 電壓降 (V)
  • L = 導線的單程長度 (英尺或米)
  • I = 電流 (A)
  • R = 每單位長度的導線電阻 (Ω/英尺或Ω/米)
  • PF = 功率因數 (通常為 0.85-0.95 用於交流電路)
減少電壓降的方法：
  • 使用較大導線規格（較小的 AWG 數字）
  • 在可能的情況下減少電路長度
  • 使用更高電壓系統
  • 使用銅而不是鋁導體
  • 將電源安裝在靠近負載的位置

什麼是電壓降計算器

電壓降計算器幫助根據電線的大小、長度、材料和電流來確定電路中的電壓降。當電線中的電阻減少從電源到負載的電壓時，就會發生電壓降。這個工具使得在直流和交流電路中估算電壓降變得簡單，確保電氣系統高效且安全地運行。

電壓降公式

直流電路：
\( V_{\text{drop}} = 2 \times L \times I \times R \)
交流單相：
\( V_{\text{drop}} = 2 \times L \times I \times R \times PF \)
交流三相：
\( V_{\text{drop}} = \sqrt{3} \times L \times I \times R \times PF \)

其中：

  • \( V_{\text{drop}} \) = 電壓降 (V)
  • \( L \) = 單程電線長度 (英尺或米)
  • \( I \) = 電流 (A)
  • \( R \) = 每單位長度的電線電阻 (Ω/英尺或Ω/米)
  • \( PF \) = 功率因數 (通常為交流電路的0.85-0.95)

如何使用電壓降計算器

按照以下步驟使用計算器：

  • 選擇電路類型（直流、交流單相或交流三相）。
  • 選擇電線材料（銅或鋁）。
  • 從下拉菜單中選擇電線大小（AWG）。
  • 輸入電線長度（單程距離）並選擇單位（英尺或米）。
  • 輸入電流負載（安培）。
  • 提供供電電壓並選擇電壓單位。
  • 設置結果的小數位數。
  • 選擇是否顯示基本結果或詳細分析。
  • 點擊計算電壓降按鈕查看結果。

為什麼電壓降很重要

過高的電壓降可能導致幾個問題，包括：

  • 電氣系統效率降低
  • 燈光顯得比預期暗淡
  • 電動機以較低的速度或功率運行
  • 電力消耗增加
  • 電線和連接可能過熱

通過計算電壓降，用戶可以確定是否需要進行調整，例如選擇更大的電線尺寸以最小化功率損失。

常見問題解答 (FAQ)

什麼是電壓降？

電壓降是電流通過電線時電壓的減少。這是由於電線的自然電阻，導致以熱的形式損失能量。

什麼是可接受的電壓降？

大多數電氣規範建議將電壓降保持在以下範圍內：

  • 3% 用於支路電路
  • 5% 用於合併供電和支路電路
  • 2% 用於敏感電子設備

我如何減少電壓降？

要最小化電壓降，您可以：

  • 使用更大的電線規格（較低的AWG數字）
  • 減少電路長度
  • 使用更高電壓的系統
  • 將鋁線更換為銅線
  • 將電源放置在負載附近

電線材料會影響電壓降嗎？

是的，銅的電阻低於鋁，使其成為更好的導體。然而，鋁有時被使用，因為它更輕且成本更低。

電線大小如何影響電壓降？

較厚的電線（較低的AWG數字）具有較低的電阻，有助於減少電壓降。如果電路經歷過高的電壓降，選擇更大的電線尺寸可以改善性能。

這個計算器如何幫助

這個工具簡化了電壓降計算，幫助用戶：

  • 確定電路是否符合電氣規範標準。
  • 識別何時需要升級電線尺寸。
  • 估算功率損失和效率以改善能源管理。
  • 防止潛在的問題，如過熱和設備故障。

通過使用這個計算器，電工、工程師和DIY愛好者可以設計更安全和更高效的電氣安裝。