Како израчунати пад напона на отпорнику и електричним колима

Шта је пад напона?

Пад напона се јавља кад год струја пролази кроз отпорник.

Према Омовом закону:

Где:

• V = Напон (волти)
• I = Струја (Ампери)
• R = Отпор (оми)

Што је већи отпор или струја, то је већи пад напона.

На пример:

• Дуги каблови стварају већи отпор
• Танке жице имају већи отпор
• Велика електрична оптерећења вуку више струје

Све ово повећава пад напона у колу.

Пад напона на отпорнику

У електроници, пад напона на отпорнику се израчунава директно помоћу Омовог закона.

Формула је:

То значи да је напон на отпорнику једнак струји која тече кроз њега помноженој са вредношћу отпорника.

Пример 1: Пад напона на једном отпорнику

Претпоставимо да коло садржи:

• Напон напајања = 12V
• Отпорник = 4Ω
• Струја = 2А

Користећи формулу:

Пад напона на отпорнику је 8V.

Ако је напон напајања 12V, преостали напон у колу је:

Ово прати Кирхофов закон о напону, где је укупни пад напона једнак напону извора.

Пад напона у серијским колима

У серијском колу:

• Струја је иста кроз све отпорнике
• Напон је подељен између отпорника

Подела напона зависи од односа отпора.

Пад напона на сваком отпорнику зависи од вредности његовог отпора.

Формула за укупни отпор

Пример 2: Пад напона у серијском колу

Вредности кола:

• Напон напајања = 24V
• R₁ = 4Ω
• R₂ = 8Ω

Корак 1: Пронађите укупни отпор

Корак 2: Пронађите струју кола

Корак 3: Израчунајте пад напона на сваком отпорнику

За _R1 :

За _R2 :

Корак 4: Проверите укупни напон

Падови напона се сабирају са напоном напајања.

Пад напона у електричним инсталацијама

Пад напона се такође јавља у кабловима и проводницима јер жице имају отпор.

Дуги каблови и оптерећења великом струјом могу проузроковати приметан губитак напона између извора напајања и опреме.

За једнофазна кола, уобичајена формула је:

Где:

• I = Струја (А)
• R = Отпор по јединици дужине
• L = Дужина једносмерног кабла

За једнофазна двожична кола, фактор 2 представља укупну дужину проводника одлазних и повратних путања.

За трофазне системе користе се различите формуле за пад напона јер струја тече кроз три проводника са фазним односима.

Пример 3: Пад напона у каблу

Претпоставимо:

• Струја = 20А
• Отпор кабла = 0.0015Ω/м
• Дужина кабла = 30 м

Користећи формулу:

Ако је напон напајања 230V:

Пад напона је приближно 0.78%.

Формула за проценат пада напона

Пад напона се често изражава као проценат напона напајања.

Формула је:

Многе смернице за електрично пројектовање обично препоручују пад напона унутар приближно 3% за гране кола и 5% за укупна кола, иако тачна ограничења зависе од локалних стандарда и захтева примене.

Уобичајени узроци прекомерног пада напона

Прекомерни пад напона може бити узрокован неколико фактора унутар електричне инсталације. Уобичајени узроци укључују дугачке кабловске дужине, премале димензионисане проводнике, велика струјна оптерећења, лабаве или оштећене спојеве, кородиране терминале и лош квалитет ожичења.

Ови услови повећавају електрични отпор унутар кола, што доводи до већег губитка напона између извора напајања и повезане опреме. Смањење отпора кола или смањење струје оптерећења може помоћи у минимизирању пада напона и побољшању перформанси система.

Како смањити пад напона

Неколико метода може се користити за смањење пада напона у електричној инсталацији. Уобичајени приступи укључују коришћење већих пресека каблова, скраћивање кабловских трака, смањење струје оптерећења, коришћење виших напона напајања где је то потребно и побољшање квалитета електричних веза.

Међу овим методама, правилно димензионисање проводника један је од најефикаснијих начина за контролу пада напона и одржавање ефикасних перформанси система.