電圧降下

電圧降下とは

電圧降下の原因は電路の抵抗

図１


図１は、負荷抵抗Ｒに電力を供給する回路です。電源電圧をＶｓ、電線の抵抗をＲａ、負荷側電圧をＶｒとしています。スイッチＳＷがＯＦＦのとき、電源電圧Ｖｓ＝負荷側電圧Ｖｒとなります。

スイッチＳＷを閉じると負荷に電流が流れます。
図２


図２は、スイッチＳＷをＯＮした図です。
回路には電流Ｉが流れています。この電流Ｉが流れることによって電線の抵抗Ｒａに電圧Ｖｄがかかります。
Ｖｄはオームの法則より、
Ｖｄ＝ＩＲａ
となります。よって、負荷側電圧Ｖｒは
Ｖｒ＝Ｖｓ−２Ｖｄ
となります。

図１のように無負荷の時は電源と負荷側の電圧は等しくなりますが、図２のように負荷がかかって電流が流れると、負荷側の電圧が電路の抵抗によって電源電圧より低くなります。これを電圧降下といいます。

電圧降下と許容電流

短距離電路は許容電流、長距離電路は電圧降下に注意

屋内配線によく用いられるＶＶＦケーブルのＶＶＦケーブル２．０ｍｍは、許容電流は約２４［Ａ］、インピーダンスは約６［Ω／ｋｍ］です。
ＶＶＦケーブルで１０ｍ配線し、１０［Ａ］を流すと電圧降下Ｖｄは
Ｖｄ＝１０［Ａ］×６［Ω／ｋｍ］×１０［ｍ］／１０００［ｍ］×２＝１．２［Ｖ］
となります。電源電圧Ｖｓが１０５［Ｖ］とすれば、負荷側電圧Ｖｒは
Ｖｒ＝１０５［Ｖ］−１．２［Ｖ］＝１０３．８［Ｖ］
となり正常です。
しかし、ＶＶＦケーブルで１００ｍ配線し、１０［Ａ］を流すと電圧降下Ｖｄは
Ｖｄ＝１０［Ａ］×６［Ω／ｋｍ］×１００［ｍ］／１０００［ｍ］×２＝１２［Ｖ］
となります。電源電圧Ｖｓが１０５［Ｖ］とすれば、負荷側電圧Ｖｒは
Ｖｒ＝１０５［Ｖ］−１２［Ｖ］＝９３［Ｖ］
となり、電圧が低くなりすぎてしまいます。
よって、ケーブル亘長が短い場合は許容電流に注意し、長い場合は電圧降下に注意する必要があります。

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