Spadek napięcia na linii: co, dlaczego, jak i szczegółowe fakty

W artykule opisano spadek napięcia na linii i jego charakterystykę. Napięcie linii to różnica potencjałów między dwiema fazami lub liniami w systemie wielofazowym. Wysoka rezystancja jest główną przyczyną spadku napięcia na linii.

Spadek napięcia staje się kluczowym czynnikiem w przypadku długich kabli lub linii przesyłowych. Nadmierny spadek napięcia na linii może uszkodzić urządzenia elektryczne, uszkodzić je i skrócić ich żywotność. Aby zminimalizować spadek napięcia linii, skuteczny sposób na zwiększenie rozmiaru lub średnicy przewodu, który obniża ogólną rezystancję linii. 

Jaki jest spadek napięcia w linii przesyłowej?

Impedancja w linii przesyłowej jest główną przyczyną spadku napięcia na niej. Impedancja jest generowana na podstawie parametrów linii transmisyjnej, takich jak rezystancja, indukcyjność, pojemność i przewodność bocznikowa. 

Cztery parametry linii transmisyjnej sumują się, aby zapewnić impedancję przepływu prądu, a tym samym spadek napięcia występuje na całej długości linii transmisyjnej. Przy zerowym obciążeniu spadki napięcia na obu końcach są równe. W obciążeniu, jeśli spadek napięcia wzrasta, napięcie na odbierającym końcu linii maleje i odwrotnie. 

Co powoduje spadek napięcia na linii?

Spadek napięcia na linii jest wynikiem wielu czynników występujących w linii przesyłowej. Nadmierne obciążenie, nadmiarowe połączenia, zwiększona rezystancja przewodu itp. są odpowiedzialne za spadek napięcia na linii.

Dwie główne przyczyny spadku napięcia linii to: 

1. Spadek napięcia w linii z powodu reaktancji indukcyjnej - jest prawie 10 razy wyższy niż ogólny spadek napięcia rezystancji linii.
2. Spadek napięcia spowodowany wysoką rezystancją linii - jest nominalny w porównaniu do Reaktywność indukcyjna spadek napięcia.

Czytaj więcej na…Spadek napięcia dla pojedynczej fazy: jak obliczyć i szczegółowe fakty

Wzór na spadek napięcia na linii?

Istnieją dwie różne formuły na obliczanie spadku napięcia jednofazowe i trójfazowe. W przypadku systemu jednofazowego istnieje tylko jedna linia energetyczna. W przypadku systemu trójfazowego istnieją trzy linie energetyczne.

Spadek napięcia linii dla jednej fazy wynosi –

Spadek napięcia linii dla trzech faz wynosi –

Gdzie, Z = Impedancja linii 

I = prąd obciążenia

L = Długość w stopach (podzielona przez 1,000, ponieważ standardowe wartości impedancji podane są na każde 1,000 stóp)

Najczęściej zadawane pytania

Wykres spadku napięcia na linii

Na przewodzie wykonanym z dowolnego materiału dopuszczalny jest maksymalnie 3% spadek napięcia. Oto wykres 3% spadku napięcia w połączeniu jednofazowym dla 110 V- 

Rezystor obniżający napięcie sieciowe

Chociaż każdy rezystor obniża potencjał, gdy przepływa przez niego prąd, rezystor obniżający jest specyficznym sprzętem używanym do obniżania napięcia. Jest połączony szeregowo z obciążeniem, aby obniżyć napięcie obciążenia.

Jedynym celem zastosowania rezystora obniżającego napięcie sieciowe jest zapewnienie obwodowi dodatkowej rezystancji. Spadek napięcia można obliczyć za pomocą ogólnego prawa omów.

Spadek napięcia w linii napowietrznej 

Linia napowietrzna to kabel elektryczny, który przesyła energię elektryczną na dużych obszarach lub w lokomotywach elektrycznych. Generalnie linie napowietrzne mają wyższe spadek napięcia niż kable podziemne. 

W liniach napowietrznych indukcyjność jest znacznie wyższa niż indukcyjność izolowanych kabli podziemnych. Wraz ze wzrostem spadku napięcia wraz z indukcyjnością, większy spadek napięcia występuje w liniach napowietrznych o tej samej długości. Również większa odległość między przewodami powoduje spadek napięcia w liniach napowietrznych. 

Obliczanie spadku napięcia w linii napowietrznej

Spadek napięcia w linii napowietrznej można uzyskać metodą dokładną lub przybliżoną. W tym ostatnim spadek napięcia

gdzie I= prąd liniowy, R= rezystancja X= reaktancja, a theta to kąt fazowy.

W dokładnej metodzie jeszcze jedna ilość E_s lub napięcie źródłowe zostanie dodane. Więc dokładny spadek napięcia linii

zakupyθ i grzechθ są również znane odpowiednio jako współczynnik mocy i współczynnik reaktywności obciążenia. 

Czytaj więcej na…Spadek napięcia transformatora: co, dlaczego, jak znaleźć i szczegółowe fakty

Spadek napięcia na linii kondensatora

Przewody obecne w linii przesyłowej tworzą kondensator działający jako równoległe płytki, a powietrze działa jako medium dielektryczne. Pojemność zależy od długości linii i wzmacnia prąd w liniach. 

Pojemność w linii transmisyjnej zależy od kształtu, rozmiaru i separacji między przewodami. Ponieważ pojemność jest odwrotnie proporcjonalna do napięcia, mniejsza pojemność spowoduje większy spadek napięcia na linii przesyłowej. Podobnie wysoka wartość pojemności spowoduje niski spadek napięcia. 

Spadek napięcia na linii zasilającej

Linie zasilające to połączenie długich przewodów elektrycznych i konstrukcji wspierających je w celu przesyłania energii elektrycznej. 

Wiele czynników, takich jak obciążenie, zbyt duża liczba przewodów, wysoka rezystancja itp., powoduje spadek napięcia w linii zasilającej. Dla obwodu rozgałęzionego lub pojedynczego zasilacza zalecany spadek napięcia na przewodach wynosi maksymalnie 3%. Łączny spadek napięcia obu nie może przekroczyć poziomu 5%.

Spadek napięcia dławika sieciowego

Dławik sieciowy to element elektryczny (w zasadzie cewka indukcyjna), który może być używany do ochrony urządzeń półprzewodnikowych, takich jak napędy o zmiennej częstotliwości i inne urządzenia, przed przepięciami, przepięciami i skokami mocy. 

Procent podany w dławiku liniowym nie jest miarą spadku napięcia na nim. Ponieważ reaktancja jest indukcyjna, a napięcie jest w fazie z prądem, spadek napięcia jest styczny do prądu linii. Więc jeśli mamy 5% dławik liniowy, spadek napięcia na nim może wynosić około 2-3% całkowitego napięcia.

Spadek napięcia regulatora liniowego

Liniowy regulator napięcia to urządzenie, które utrzymuje określone napięcie. Napięcie wejściowe w regulatorze liniowym jest zawsze większe niż napięcie wyjściowe. Ta różnica napięcia powoduje, że regulator liniowy działa. 

Regulatory liniowe lub obniżające sterują zadanym napięciem i dostarczają energię elektryczną do obciążenia. Napięcie regulowane czasami wydaje się inne ze względu na spadek napięcia w połączonych liniach. Spadek napięcia zależy od rezystancji lub impedancji netto między obciążeniem a regulatorem liniowym.

Obliczanie spadku napięcia między linią a przewodem neutralnym

W przypadku systemu jednofazowego napięcie między linią a przewodem neutralnym jest niższe (na ogół 120 woltów). Jest to napięcie między przewodem neutralnym a jedną z linii. Spadek napięcia między linią a przewodem neutralnym jest wartością jednofazową o 2. 

W przypadku trójfazowego systemu elektrycznego możemy znaleźć napięcie między linią a przewodem neutralnym za pomocą tego samego procesu. Jest to niższe napięcie (ogólnie 277-347 V). Jest to napięcie między przewodem neutralnym a jedną z trzech linii fazowych. Spadek napięcia między linią a przewodem neutralnym jest wartością trójfazową o √3. 

Liniowy spadek napięcia zasilania

Kiedy linie wykorzystują regulatory zasilania, regulują one ustawione napięcie, aby zasilić obciążenie energią elektryczną. W kilku przypadkach regulowane Napięcia stykają się z wahaniami spowodowanymi spadkiem napięcia na linie. 

Wpływ dużego prądu na spadek napięcia jest większy niż małego prądu. Jeśli energia elektryczna zostanie podzielona zgodnie z obszarem i obciążeniem, które ma być dostarczone, nastąpi spadek napięcia między napięciem kontrolowanym a obszarem, w którym wymagana jest moc. Ten spadek mocy zależy od rezystancji występującej między sterownikiem a obciążeniem.

Utrata linii a spadek napięcia

Strata linii w linii przesyłowej odnosi się do strat mocy spowodowanych różnymi stratami, takimi jak strata omowa, strata miedzi, strata dielektryczna itp. Spadek napięcia w linia przesyłowa to utrata potencjału spowodowana przez wszystkie czynniki impedancji.

Oto tabela porównawcza przyczyn utraty linii i spadku napięcia linii-

Przeczytaj także…..Spadek napięcia diody: co, dlaczego, jak i szczegółowe fakty

Przeczytaj także:

• Systemy logiki pozytywnej i negatywnej
• Gdzie w obwodach zwykle umieszcza się diody Zenera w celu regulacji napięcia
• Gdzie w systemie analogowym można znaleźć używany element różnicujący
• W jaki sposób techniki modulacji poprawiają transmisję sygnału
• Czy aktywne HPF mają przewagę nad pasywnymi?
• Dlaczego opóźnienie propagacji ma kluczowe znaczenie w przerzutnikach
• Gdzie można znaleźć moc znamionową diody Zenera
• W jaki sposób klapki przechowują informacje binarne
• Czy każdy przerzutnik ma wyjście uzupełniające
• Czy praca asynchroniczna wprowadza niepewność na wyjściach?

Kaushikee Banerjee

Cześć… Jestem Kaushikee Banerjee, ukończyłem studia magisterskie z elektroniki i komunikacji. Jestem entuzjastą elektroniki i obecnie zajmuję się dziedziną elektroniki i komunikacji. Moją pasją jest poznawanie najnowocześniejszych technologii. Jestem entuzjastycznym uczniem i majstruję przy elektronice typu open source.