ちょっと、そこ！低電圧電源ケーブルのサプライヤーとして、私はしばしば電圧降下について尋ねられます。それで、私はそれが何であるか、なぜそれが重要なのか、そしてそれがあなたの電源システムにどのように影響するかを説明するのに少し時間がかかると思いました。
基本から始めましょう。電圧低下とは、電気回路を流れる電流の経路に沿った電位の減少です。簡単に言えば、電気がケーブルを通って移動するとき、そのエネルギーの一部は、ケーブルの抵抗のために熱として失われます。このエネルギーの損失は、ケーブルの一方の端からもう一方の端に電圧が低下することになります。
なぜ電圧は重要なのですか？まあ、それはあなたの電気機器の性能に大きな影響を与える可能性があります。電圧の低下が高すぎる場合、機器が効率的に動作しないか、誤動作さえない場合があります。たとえば、モーターは遅くなる可能性があり、ライトが薄暗くなる可能性があり、電子機器はエラーを発生させる可能性があります。極端な場合、過度の電圧降下はケーブルの過熱を引き起こす可能性があり、火災の危険につながる可能性があります。
それでは、低電圧電力ケーブルの電圧低下に影響するいくつかの要因を見てみましょう。最初の要因は、ケーブルの長さです。ケーブルが長いほど、抵抗が高くなり、電圧が高くなります。したがって、ケーブルを長距離にわたって実行する必要がある場合は、抵抗を低下させ、電圧降下を最小化するために、より大きな断面積を備えたケーブルを使用する必要があります。
2番目の要因は、ケーブルを流れる電流です。電流が高いほど、電圧降下が大きくなります。これは、ケーブルの抵抗が一定のままであるためですが、電力損失（電流の平方に比例）が電流とともに増加するためです。したがって、電流が多い機器を使用している場合は、荷重を処理して電圧低下を減らすために、より大きな断面積を備えたケーブルを使用する必要があります。
3番目の要因は、ケーブルの材料です。材料が異なると、抵抗性が異なり、ケーブルの抵抗に影響します。銅は、抵抗率が低く、電気の優れた導体であるため、一般的に使用される電力ケーブルに使用される材料です。アルミニウムは時々使用される別の材料ですが、銅よりも抵抗率が高いため、同じ長さと断面積の電圧低下が高くなります。
4番目の要因は、ケーブルの温度です。ケーブルの温度が上昇すると、その抵抗も増加し、電圧降下が大きくなります。これは、ケーブルの原子がより高い温度でより多くの振動を行うため、電子がケーブルを流れるのがより困難になるためです。したがって、ケーブルが高温にさらされている場合は、高温定格のケーブルを使用して、過熱を防ぎ、電圧低下を減らす必要があります。
それでは、低電圧電源ケーブルの電圧降下をどのように計算できますか？使用できるいくつかの方法がありますが、最も一般的な方法の1つは、次の式を使用することです。
vd =（2 x k x i x l） / cm
どこ：
VD =電圧ドロップ（ボルトで）
k =円形ミルフィートあたりの抵抗（銅の場合はk = 12.9;アルミニウムの場合、k = 21.2）
i =ケーブルを流れる電流（アンペア）
L =ケーブルの長さ（フィート）
CM =ケーブルの円形ミル領域
10,000 cmの円形ミル領域の銅ケーブルを使用して、100フィートの距離にわたって20アンペアの荷重を実行しているとしましょう。上記の式を使用すると、電圧降下は次のとおりです。
vd =（2 x 12.9 x 20 x 100） / 10,000
VD = 5.16ボルト
したがって、ケーブルの端にある電圧は120〜5.16 = 114.84ボルトになります。
それでは、低電圧電力ケーブルの電圧低下を減らすことができる方法のいくつかについて話しましょう。 1つの方法は、より大きな断面領域を持つケーブルを使用することです。先に述べたように、より大きな断面積は、抵抗が低く、電圧低下が少ないことを意味します。したがって、過度の電圧降下が発生している場合は、より大きなケーブルサイズにアップグレードする必要がある場合があります。
別の方法は、ケーブルの長さを短縮することです。可能であれば、ケーブルを可能な限りまっすぐにルーティングし、不必要な曲がりやループを避けてください。これにより、ケーブルの抵抗が減少し、電圧降下が最小限に抑えられます。
また、銅などの抵抗率が低い材料を備えたケーブルを使用することもできます。銅はアルミニウムよりも抵抗率が低いため、同じ長さと断面領域の電圧低下が低くなります。
最後に、より高い温度定格のケーブルを使用できます。これにより、ケーブルが過熱し、電圧降下が減少します。
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参考文献：
- 電気配線住宅、レイC.マリンとフィルシモンズによる第19版
- 全国電気コード（NEC）
- IEEE Standard 141-1993（Red Book）：産業工場の電力分布に推奨される練習