چه مقدار کاهش ولتاژ در مدار مجاز است

در مدار، کاهش ولتاژ به معنای کاهش ولتاژ ناشی از وجود مقاومت است زمانی که جریانی از سیم یا عنصر مدار عبور می‌کند. اندازه کاهش ولتاژ بستگی به کاربرد و معیارهای طراحی خاص مدار دارد. کاربردها و استانداردهای ملی مختلف، مقررات متفاوتی درباره کاهش قابل قبول ولتاژ دارند. در زیر برخی از نیازمندی‌های رایج کاهش ولتاژ آورده شده است:

ساختمان‌های مسکونی و تجاری

در کابل‌کشی الکتریکی ساختمان‌های مسکونی و تجاری، معمولاً مورد نیاز است که کاهش ولتاژ از استانداردهای زیر فراتر نرود:

• ایالات متحده: براساس کد الکتریکی ملی (NEC)، برای کابل‌کشی ثابت در ساختمان‌های مسکونی و تجاری، کاهش ولتاژ توصیه شده حداکثر 3% (برای فواصل تامین نزدیک) یا 5% (برای فواصل تامین طولانی) است.

• کشورهای دیگر: کشورهای دیگر نیز مقررات مشابهی دارند، کاهش ولتاژ توصیه شده معمولاً حداکثر 3% تا 5% است تا مطمئن شویم تجهیزات الکتریکی بدون تاثیر قرار گرفتن به درستی عمل کنند.

کاربرد صنعتی

در کاربردهای صنعتی، نیازمندی‌های کاهش ولتاژ ممکن است سخت‌گیرانه‌تر باشد، زیرا تجهیزات صنعتی نیاز بالاتری به پایداری ولتاژ دارند. به عنوان مثال:

• موتورها: برای موتورهای صنعتی، معمولاً کاهش ولتاژ حداکثر 2% توصیه می‌شود تا مطمئن شویم موتور به صورت هموار کار کند و از گرم شدن یا خرابی‌های ناشی از نوسان ولتاژ جلوگیری شود.

• تجهیزات دیگر: برای تجهیزات صنعتی دیگر، نیازمندی‌های کاهش ولتاژ ممکن است متفاوت باشد، بستگی به توصیه‌های سازنده تجهیزات و استانداردهای صنعتی دارد.

ایستگاه شارژ خودروهای برقی (EV)

در ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی، نیازمندی‌های کاهش ولتاژ نیز مهم است تا کارایی و قابلیت اعتماد فرآیند شارژ تضمین شود:

ایستگاه شارژ: برای ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی، نیازمندی کاهش ولتاژ معمولاً حداکثر 2% است تا سرعت شارژ و عملکرد صحیح تجهیزات شارژ تضمین شود.

شبکه‌های ارتباطی و داده

در شبکه‌های ارتباطی و داده، نیازمندی‌های کاهش ولتاژ ممکن است بالاتر باشد تا تمامیت انتقال داده تضمین شود:

PoE (برق از طریق اترنت): برای سیستم‌های PoE، نیازمندی کاهش ولتاژ معمولاً حداکثر 2% است تا مطمئن شویم دستگاه دور بتواند تامین برق کافی را دریافت کند.

هوافضا

در بخش هوافضا، نیازمندی‌های کاهش ولتاژ ممکن است سخت‌گیرانه‌تر باشد تا ایمنی پرواز تضمین شود:

آویونیک: برای آویونیک، نیازمندی کاهش ولتاژ معمولاً حداکثر 1% است تا قابلیت اعتماد و دقت سیستم‌های حیاتی تضمین شود.

روش محاسبه

کاهش ولتاژ می‌تواند با فرمول زیر محاسبه شود:

Δ V = I * R

• ΔV کاهش ولتاژ (ولت، V) است،

• I جریان (آمپر، A) است،

• R مقاومت سیم (واحد: اهم، Ω) است.

مقاومت سیم می‌تواند با مواد، طول و مساحت مقطع سیم محاسبه شود:

R=ρ L/ A

که در آن:

• ρ مقاومت الکتریکی ماده سیم (واحد: اهم · متر، Ω·m) است،

• L طول سیم (واحد: متر، m) است،

• A مساحت مقطع رسانا (واحد: متر مربع، m²) است.

خلاصه

کاهش قابل قبول ولتاژ بستگی به کاربرد و استانداردهای ملی دارد. به طور کلی، کاهش ولتاژ نباید بیش از 3% تا 5% باشد تا مطمئن شویم تجهیزات الکتریکی به درستی کار کنند. در برخی کاربردهای خاص، مانند موتورهای صنعتی، ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی، شبکه‌های ارتباطی و هوافضا، نیازمندی‌های کاهش ولتاژ ممکن است سخت‌گیرانه‌تر باشد. محاسبه و کنترل صحیح کاهش ولتاژ برای تضمین قابلیت اعتماد و کارایی مدار بسیار مهم است. در طراحی مدار، باید کاهش حداکثر قابل قبول ولتاژ با توجه به استانداردهای مربوطه و نیازمندی‌های سازنده تعیین شود.