Kalkulator spadku napięcia
Kalkulator spadku napięcia
Spadek napięcia w przewodzie i dobór przekroju
Dla prądu stałego (DC) wybierz „Jednofazowy”.
230 V jednofazowo, 400 V trójfazowo
Prąd odbiornika albo zabezpieczenia
W jedną stronę, od źródła do odbiornika
Na przykład 1,5 albo 2,5
Spadek napięcia
1,95% 4,48 V
Mieści się w zalecanych limitach: 3% dla oświetlenia i 5% dla pozostałych odbiorników.
- Napięcie na końcu przewodu
- 225,52 V
- Rezystancja pętli (tam i z powrotem)
- 0,28 Ω
- Strata mocy w przewodzie
- 71,68 W
- Najmniejszy przekrój dla spadku do 3%
- 2,5 mm²
Limity 3% i 5% dotyczą całej drogi od złącza do odbiornika, więc na pojedynczym obwodzie spadek powinien być niższy. Przekrój dobierz też do obciążalności prądowej przewodu i zabezpieczenia.
Podaj napięcie, prąd, długość i przekrój przewodu. Kalkulator pokaże spadek napięcia w woltach i procentach, napięcie na odbiorniku i moc traconą w przewodzie.
Wynik zobaczysz na tle zalecanych limitów 3% i 5%. Gdy spadek jest za duży, kalkulator podpowie najmniejszy typowy przekrój, przy którym zmieści się w 3%.
Jak korzystać z kalkulatora?
- 1 Wybierz rodzaj obwodu i materiał
Obwód jednofazowy (230 V) albo trójfazowy (400 V), żyła miedziana albo aluminiowa. Dla prądu stałego wybierz obwód jednofazowy, bo wzór jest ten sam. Możesz też kliknąć jeden z przykładowych obwodów, żeby wypełnić wszystkie pola naraz.
- 2 Wpisz dane obwodu
Napięcie, prąd odbiornika lub zabezpieczenia, długość przewodu w jedną stronę i przekrój żyły. Długości nie podwajaj, kalkulator robi to sam.
- 3 Sprawdź wynik
Pasek pokazuje, gdzie wypada spadek względem 3% i 5%. Kolor zielony oznacza wynik w normie dla każdego obwodu, złoty mieści się tylko w 5%, czerwony przekracza oba limity.
Czym jest spadek napięcia?
Każdy przewód ma rezystancję. Gdy płynie przez niego prąd, część napięcia „zostaje” na przewodzie i do odbiornika dociera trochę mniej, niż daje źródło. Tę różnicę nazywa się spadkiem napięcia.
Zbyt duży spadek oznacza, że urządzenia dostają za niskie napięcie. Silniki gorzej startują i bardziej się grzeją, a część energii zamienia się w ciepło w samym przewodzie. Dlatego przy projektowaniu instalacji sprawdza się, czy przekrój przewodu jest wystarczający dla danej długości i prądu.
Wzory na spadek napięcia
jednofazowo i DC: ΔU = 2 × ρ × L × I / S
trójfazowo: ΔU = √3 × ρ × L × I / S
ΔU% = ΔU / U × 100%
- ΔU to spadek napięcia w woltach, a U napięcie zasilania,
- ρ to rezystywność żyły w Ω·mm²/m: dla miedzi 0,0175, dla aluminium 0,028 (w 20°C),
- L to długość przewodu w metrach, mierzona w jedną stronę,
- I to prąd w amperach, a S przekrój żyły w mm².
Moc tracona w przewodzie to I² × R dla każdej żyły, przez którą płynie prąd: dwóch w obwodzie jednofazowym i trzech w trójfazowym. Wzory zakładają obciążenie rezystancyjne (cos φ = 1) i pomijają reaktancję przewodu. Dla typowych przewodów w instalacjach domowych to dobre przybliżenie.
Przykłady obliczeń
Obwód oświetleniowy
230 V, 8 A, 30 m przewodu miedzianego 1,5 mm². Spadek napięcia: 2 × 0,0175 × 30 × 8 / 1,5 = 5,6 V, czyli 5,6 / 230 = 2,43%. Mieści się w 3% zalecanych dla oświetlenia, ale zostaje niewiele zapasu na resztę instalacji.
Gniazda: miedź czy aluminium
230 V, 16 A, 20 m, przekrój 2,5 mm². Z żyłą miedzianą spadek wynosi 4,48 V, czyli 1,95%. Z aluminiową 2 × 0,028 × 20 × 16 / 2,5 = 7,17 V, czyli 3,12%. Ten sam przewód z aluminium daje spadek o 60% większy.
Kuchenka trójfazowa
400 V, 16 A, 15 m przewodu miedzianego 4 mm². Spadek napięcia: √3 × 0,0175 × 15 × 16 / 4 = 1,82 V, czyli 1,82 / 400 = 0,45%. Bardzo duży zapas.
Jaki spadek napięcia jest dopuszczalny?
Zalecenia podaje norma PN-HD 60364-5-52 w załączniku G. Ten załącznik ma charakter informacyjny, a limity dotyczą całej drogi od złącza instalacji do odbiornika:
| Sposób zasilania instalacji | Oświetlenie | Pozostałe odbiorniki |
|---|---|---|
| Z publicznej sieci niskiego napięcia | 3% | 5% |
| Z własnej stacji transformatorowej lub prądnicy | 6% | 8% |
Kalkulator porównuje wynik z limitami dla instalacji zasilanej z sieci publicznej, bo tak zasilana jest większość domów i mieszkań. Pamiętaj, że na spadek od złącza do odbiornika składa się też przewód zasilający rozdzielnicę. Wymagania dla konkretnej instalacji ustala jej projektant.
Typowe przekroje przewodów
| Przekrój | Orientacyjny prąd (Cu) | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|
| 1,5 mm² | 10–16 A | Oświetlenie |
| 2,5 mm² | 16–20 A | Gniazda 16 A, obwody ogólne |
| 4 mm² | 25–32 A | Piekarniki, pralki, zmywarki |
| 6 mm² | 32–40 A | Kuchenki elektryczne, grzejniki |
| 10 mm² | 40–50 A | Zasilanie rozdzielnic, silniki |
| 16 mm² | 63–80 A | Zasilanie główne małych budynków |
To wartości orientacyjne. Dopuszczalny prąd przewodu zależy od sposobu ułożenia, liczby obciążonych żył i temperatury otoczenia. Dokładne wartości znajdziesz w normie PN-HD 60364-5-52 i w katalogach producentów przewodów.
Miedź czy aluminium?
Miedź przewodzi prąd lepiej, więc przy tym samym przekroju daje mniejszy spadek napięcia. Jest też bardziej wytrzymała mechanicznie i łatwiej ją łączyć, dlatego to podstawowy materiał w instalacjach w budynkach.
Aluminium ma gęstość 2,70 g/cm³, a miedź 8,96 g/cm³, więc przy tej samej objętości aluminium waży mniej więcej trzy razy mniej. Dlatego stosuje się je w liniach napowietrznych i grubszych kablach zasilających. Ma jednak około 1,6 razy większą rezystywność i wymaga złączek przeznaczonych do aluminium.
Najczęściej zadawane pytania
Co to jest spadek napięcia?
To różnica między napięciem na początku przewodu a napięciem na odbiorniku. Bierze się z rezystancji przewodu: im dłuższy przewód, mniejszy przekrój i większy prąd, tym większy spadek.
Jaki spadek napięcia jest dopuszczalny?
Norma PN-HD 60364-5-52 w informacyjnym załączniku G zaleca, żeby w instalacji zasilanej z sieci publicznej spadek od złącza do odbiornika nie przekraczał 3% dla oświetlenia i 5% dla pozostałych odbiorników. Gdy instalacja ma własną stację transformatorową, zalecane limity to 6% i 8%. Ostateczne wymagania ustala projektant instalacji.
Jak zmniejszyć spadek napięcia?
Najprościej zwiększyć przekrój przewodu. Pomaga też skrócenie trasy, przejście z aluminium na miedź albo rozłożenie odbiorników na kilka obwodów, żeby przez jeden przewód płynął mniejszy prąd.
Dlaczego przewód aluminiowy daje większy spadek niż miedziany?
Aluminium ma rezystywność około 0,028 Ω·mm²/m, a miedź około 0,0175 Ω·mm²/m. Przy tym samym przekroju przewód aluminiowy ma więc 1,6 razy większą rezystancję i 1,6 razy większy spadek napięcia. Żeby uzyskać ten sam spadek, potrzebujesz przewodu aluminiowego o przekroju około 1,6 razy większym.
Skąd we wzorze bierze się 2 albo √3?
W obwodzie jednofazowym prąd płynie do odbiornika żyłą fazową i wraca neutralną, więc przewód liczy się podwójnie. W obwodzie trójfazowym z symetrycznym obciążeniem liczy się spadek napięcia między fazami, który wynosi √3, czyli około 1,732, razy spadek na jednej żyle.
Czy temperatura wpływa na spadek napięcia?
Tak. Rezystywność metali rośnie z temperaturą. Kalkulator używa wartości dla 20°C. Przewód nagrzany w czasie pracy ma większą rezystancję, więc rzeczywisty spadek będzie nieco większy niż obliczony.
Podsumowanie
Spadek napięcia rośnie z długością przewodu i prądem, a maleje z przekrojem. Kalkulator liczy go dla przewodów miedzianych i aluminiowych, w obwodach jednofazowych i trójfazowych, i porównuje z zaleceniami normy: 3% dla oświetlenia i 5% dla pozostałych odbiorników. Gdy wynik jest za duży, od razu zobaczysz, jaki przekrój wystarczy.