Spadek napięcia dla pojedynczej fazy: jak obliczyć i szczegółowe fakty

Ten artykuł ilustruje spadek napięcia dla pojedynczej fazy, jego obliczenia i kilka istotnych pytań. Jednofazowe systemy dwuprzewodowe wykorzystują zasilanie jednofazowe, a pojedynczy przewód AC/DC jest zasilany jednym przewodem.

Spadek napięcia na jednofazowej linii elektrycznej prądu przemiennego zależy od kilku czynników – długości linii, rezystancji przewodzenia linii, kąta fazowego oraz prądu płynącego przez linię lub prądu obciążenia. Prąd i impedancja uwzględniają spadek napięcia między dwoma końcami linii jednofazowej.

Spadek napięcia dla jednej fazy — często zadawane pytania

Jak obliczyć spadek napięcia dla jednej fazy?

Przez jedną fazę możemy myśleć zarówno o AC, jak i DC. Podczas gdy zasilanie AC może być zarówno jednofazowe, jak i wielofazowe, zasilanie DC jest zawsze jednofazowe. Pojedyncze fazy AC i DC mają różne obliczenia spadku napięcia.

We obliczyć spadek napięcia w DC przez pomnożenie rezystancji przez dwukrotność długości × prąd. W przypadku jednofazowego połączenia AC mnożymy sinus i cosinus kąta fazowego odpowiednio z reaktancją i rezystancją przewodu, dodajemy je i mnożymy ilość przez dwukrotność długości × prąd.

Przeczytaj więcej na….Jak obliczyć spadek napięcia w obwodzie szeregowym: szczegółowe fakty

Co to jest spadek napięcia dla jednej fazy?

Spadek napięcia dla pojedynczej fazy to prąd pomnożony przez impedancję połączenia. Zgodnie z National Electrical Code maksymalny całkowity spadek napięcia wynoszący 5% jest akceptowalny dla standardowej wydajności. 

Połączenie jednofazowe składa się z dwóch przewodów - jednej fazy i jednego przewodu neutralnego. Podczas gdy prąd przepływa od źródła do obciążenia przez przewód fazowy, przewód neutralny tworzy ścieżkę powrotną dla prądu, dzięki czemu wszystko zostaje zrównoważone. Spadek napięcia dla pojedynczej fazy występuje, gdy prąd zaczyna płynąć.

Spadek napięcia dla jednej fazy
„Słup elektryczny z transformatorem jednofazowym” by LHOON. Kredyt obrazu: Flickr

Czytaj więcej na…..Co to jest spadek napięcia w obwodzie równoległym: jak znaleźć, przykładowe problemy i szczegółowe fakty?

Wzór na spadek napięcia w jednej fazie

Połączenia Spadek napięcia Dla wzorów jednofazowych dla DC i AC są-

VDC = 2 x I x D x R/1000

V = 2 x I ( R cosθ + X sinθ) x L /1000

Gdzie I = prąd obciążenia, R = rezystancja przewodu, X = impedancja przewodu, L = długość przewodu i θ = kąt fazowy (dla AC)

Procentowy spadek napięcia możemy obliczyć dzieląc go przez napięcie zasilania i mnożąc to przez 100. Powodem, dla którego dzielimy wzory przez 1,000, jest to, że typowe wartości impedancji podane są na każde 1,000 stóp. W ten sposób zamieniamy je na omy na stopę. Ponadto mnożymy długość przez 2, aby otrzymać dwukierunkową długość drutu.

Wzór do obliczania 3-fazowego spadku napięcia

System trójfazowy jest zawsze zasilany prądem przemiennym. W przeciwieństwie do zasilania jednofazowego, zasilanie trójfazowe wykorzystuje cztery przewody, z których trzy to przewody przewodzące, a jeden jest neutralny.  

Spadek napięcia w układzie trójfazowym to:

gify 2 2

gdzie I = prąd obciążenia, R = rezystancja przewodu, X = impedancja przewodu, L = długość przewodu, a θ = kąt fazowy. Wielkość √3 w tym wzorze pochodzi ze stosunku napięć międzyfazowych i międzyfazowych w połączeniu trójfazowym.

oEdIklyKhmJLCSm3x6u8RQvdP5gHWoEMeMcA kYe4MSFIyCqVooQeTB4Np3AIGj5Ocx9ASBN9pOFJA5BrpkSAGjfKydizti8T86c1v0U0Cl

System trójfazowy; „Fortis Alberta 25kV – hrabstwo Lethbridge, AB” by Tonyglen14 jest licencjonowany na podstawie CC BY 2.0

Przeczytaj także….Obwód prądu przemiennego Vs obwód prądu stałego: analiza porównawcza różnych aspektów

Problem numeryczny

Obciążenie jednofazowe jest podłączone do dwuprzewodowego jednofazowego źródła 230 V. Ładunek znajduje się 200 stóp od źródła. Źródło 230 V i obciążenie są połączone kablem dwużyłowym. Każdy przewodnik ma impedancję (3+0.2j) na 1000 stóp. Prąd linii wynosi 8 A. Jaki jest procent spadku napięcia i napięcia na zacisku obciążenia?

Poniżej przedstawiono prosty rysunek zestawu:

wR7Jj0fPHDx yAlkycvEMGhHLILJp4hlCX DcMLg2bC40HZk6H8cbWCF9PC7O3HcHaeEqiNTzRm3jI7wv67A8gmC2NQfEvvh9rwGo9ymfoyfQxy2GTWYsE4qNPPdAw fqL7D0gsU

Ze względu na impedancję R= 3+j0.2 oma i I= 8 A nastąpi spadek napięcia na końcu linii, tj. po stronie obciążenia. Nazwijmy spadek napięcia jako Vd i napięcie obciążenia jako VL.

Tak więc spadek napięcia Vd= Napięcie źródła – napięcie obciążenia= VS- VL, więc VL= VS- Vd

VS= 230 V

Wiemy, spadek napięcia dla jednej fazy = I x L x R/1000

Dlatego

gify 3 1

Vd= 4.8 V

Musimy pomnożyć napięcie vd przez dwa, ponieważ prąd płynie również z przewodu neutralnego.

Tak więc procentowy spadek napięcia 4.8 x 2/230 x 100 = 4.17 %

A napięcie na zaciskach = (230- 9.6) = 220.4 V

Przeczytaj także: