فرمول کاهش ولتاژ و مثال محاسبه

چیست کاهش ولتاژ؟

کاهش ولتاژ، کاهش پتانسیل الکتریکی در طول مسیر جریان الکتریکی در یک مدار الکتریکی است. یا به عبارت ساده‌تر، "کاهش ولتاژ". کاهش ولتاژ به دلیل مقاومت داخلی منبع، عناصر غیرفعال، در رساناهای، در تماس‌ها و در اتصالات رخ می‌دهد که نامطلوب است زیرا بخشی از انرژی تأمین شده هدر می‌رود.

کاهش ولتاژ در یک بار الکتریکی متناسب با قدرت موجود برای تبدیل به فرم مفید دیگری از انرژی است. کاهش ولتاژ از طریق قانون اهم محاسبه می‌شود.

کاهش ولتاژ در مدارهای جریان مستقیم

در مدارهای جریان مستقیم، دلیل کاهش ولتاژ مقاومت است. برای درک کاهش ولتاژ در مدار DC، مثال زیر را در نظر بگیرید. یک مدار را در نظر بگیرید که شامل یک منبع DC، 2 مقاومت که به صورت سری متصل شده‌اند و یک بار است.

در اینجا، هر عنصر مدار مقاومت خاصی دارد. آنها انرژی را دریافت و از دست می‌دهند. اما عامل تعیین‌کننده مقدار انرژی ویژگی‌های فیزیکی عناصر است. وقتی ولتاژ را در برابر منبع DC و مقاومت اول می‌سنجیم، می‌بینیم که کمتر از ولتاژ منبع خواهد بود.

می‌توانیم انرژی مصرفی توسط هر مقاومت را با اندازه‌گیری ولتاژ در مقاومت‌های فردی محاسبه کنیم. در حالی که جریان از سیم از منبع DC به مقاومت اول حرکت می‌کند، بخشی از انرژی توسط منبع به دلیل مقاومت رسانا هدر می‌رود.

برای تأیید کاهش ولتاژ، قانون اهم و قانون کیرشهف استفاده می‌شود که در زیر خلاصه شده‌اند.
قانون اهم به صورت زیر نمایش داده می‌شود:

V → کاهش ولتاژ (V)
R → مقاومت الکتریکی (Ω)
I → جریان الکتریکی (A)

برای مدارهای DC بسته، ما همچنین از قانون کیرشهف برای محاسبه کاهش ولتاژ استفاده می‌کنیم. به صورت زیر است:
ولتاژ منبع = مجموع کاهش ولتاژ در هر مؤلفه مدار.

محاسبه کاهش ولتاژ در خط تغذیه DC

در اینجا، مثالی از یک خط تغذیه 100 فوتی را در نظر می‌گیریم. بنابراین، برای 2 خط، 2 × 100 فوت. مقاومت الکتریکی را 1.02Ω/1000 فوت و جریان را 10 A در نظر بگیرید.

کاهش ولتاژ در مدارهای جریان متناوب

در مدارهای AC، علاوه بر مقاومت (R)، مخالفت دومی برای جریان جریان وجود دارد - ریاکتانس (X) که شامل XC و XL است. هر دو X و R مخالفت با جریان را افزایش می‌دهند. مجموع این دو را امپدانس (Z) می‌نامند.
XC → ریاکتانس ظرفیتی
XL → ریاکتانس القایی

مقدار Z به عواملی مانند تراوایی مغناطیسی، عناصر جداکننده الکتریکی و فرکانس AC بستگی دارد.
مانند قانون اهم در مدارهای DC، در اینجا به صورت زیر نمایش داده می‌شود:

E → کاهش ولتاژ (V)
Z → امپدانس الکتریکی (Ω)
I → جریان الکتریکی (A)

IB → جریان