Fórmula de caiguda de tensió i càlcul d'exemple
Què és la caiguda de tensió?
La caiguda de tensió és la disminució del potencial elèctric a través del camí d'una corrent que flueix en un circuit elèctric. O més simplement, una "caiguda de tensió". Les caigudes de tensió ocorren degut a la resistència interna de la font, elements passius, a través de conductors, contactes i connectors, i són indesitjables perquè part de l'energia suministrada es dissipa.
La caiguda de tensió a través d'una càrrega elèctrica és proporcional a la potència disponible per convertir-se en aquella càrrega en alguna altra forma útil d'energia. La caiguda de tensió es calcula mitjançant la Llei d'Ohm.
Caiguda de tensió en circuits de corrent contínua
En els circuits de corrent contínua, la raó de la caiguda de tensió és la resistència. Per entendre la caiguda de tensió en el circuit CC, considerem un exemple. Suposem un circuit que consta d'una font CC, 2 resistors connectats en sèrie i una càrrega.
Aquí, cada element del circuit tindrà una certa resistència. Reben i perd energia a algun valor. El factor determinant del valor d'energia són les característiques físiques dels elements. Quan mesuram la tensió a través de la font CC i el primer resistor, veurem que serà menor que la tensió de la font.
Podem calcular l'energia consumida per cada resistència mesurant la tensió a través de cada resistor individual. Mentre la corrent flueix a través del fil des de la font CC fins al primer resistor, part de l'energia proporcionada per la font es dissipa degut a la resistència del conductor.
Per verificar la caiguda de tensió, utilitzem la Llei d'Ohm i la Llei de Kirchhoff del circuit, que es detallen a continuació.
La Llei d'Ohm es representa com
V → Caiguda de tensió (V)
R → Resistència elèctrica (Ω)
I → Corrent elèctric (A)
Per als circuits tancats de CC, també utilitzem la Llei de Kirchhoff del circuit per al càlcul de la caiguda de tensió. És el següent:
Tensió de la font = Suma de la caiguda de tensió a través de cada component del circuit.
Càlcul de la caiguda de tensió d'una línia d'alimentació CC
Aquí, prenem un exemple d'una línia d'alimentació de 100 peus. Així, per 2 línies, 2 × 100 peus. Sigui la resistència elèctrica 1,02Ω/1000 peus, i la corrent 10 A.
Caiguda de tensió en circuits de corrent alternada
En els circuits de CA, a més de la Resistència (R), hi haurà una segona oposició al flux de corrent – la reactància (X), que inclou XC i XL. Tant X com R oposaran el flux de corrent. La suma de les dues s'anomena Impedància (Z).
XC → Reactància capacitiva
XL → Reactància inductiva
La quantitat de Z depèn de factors com la permeabilitat magnètica, els elements d'isolament elèctric i la freqüència de CA.
Similar a la Llei d'Ohm en els circuits de CC, aquí es dona com
E → Caiguda de tensió (V)
Z → Impedància elèctrica (Ω)
I → Corrent elèctric (A)
IB → Corrent total de càrrega (A)
R →
