reklama

Kalkulator spadku napięcia

Kalkulator spadku napięcia

Spadek napięcia w przewodzie i dobór przekroju

Przykładowe obwody
Rodzaj obwodu

Dla prądu stałego (DC) wybierz „Jednofazowy”.

Materiał żyły

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.

Umieść to narzędzie u siebie: pobierz kod

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. 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. 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. 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:

Zalecane maksymalne spadki napięcia według załącznika G normy PN-HD 60364-5-52
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

Orientacyjne prądy i zastosowania przewodów miedzianych
Przekrój Orientacyjny prąd (Cu) Typowe zastosowanie
1,5 mm²10–16 AOświetlenie
2,5 mm²16–20 AGniazda 16 A, obwody ogólne
4 mm²25–32 APiekarniki, pralki, zmywarki
6 mm²32–40 AKuchenki elektryczne, grzejniki
10 mm²40–50 AZasilanie rozdzielnic, silniki
16 mm²63–80 AZasilanie 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.