Úbytok napätia pri napájaní jednosmerným prúdom

Čo je to úbytok napätia?

„Úbytok napätia“ je zníženie napätia zo 100% napätia pôvodného pri zdroji energie v celom obvode alebo v jeho časti. Nadmerný úbytok napätia môže spôsobiť, že vaše svetlá, LED pásiky, LED žiarovky napájané jednosmerným prúdom budú blikať alebo u nich nastane stlmenie, utlmenie, strata svietivosti, jasu.

Jednou z hlavných príčin úbytku napätia je použitie nesprávneho typu pripojenia (kabeláže) pri zvyšovaní vzdialenosti medzi LED diódami a ich napájaním.

Napríklad: transformátor s výstupom 24V DC pri zdroji môže dodávať plných 24 voltov do LED pásika naprieč 10m káblom – len v tom prípade, ak ste na prenos prúdu použili vhodný kábel (vhodnú hrúbku). Inštaláciou presne toho istého obvodu s nesprávnym 10m pripojením (napríklad veľmi tenký kábel) povedie k úbytku napätia, čo môže mať za následok, že dosiahnuté napätie v LED pásiku bude napr. 22V alebo menej.

Aké faktory ovplyvňujú úbytok napätia?

Úbytok napätia v obvode môže zlepšiť alebo zhoršiť niekoľko faktorov.

Hrúbka vodiča

Pre dlhšie káblové vedenie, aby ste zabránili úbytku napätia budete potrebovať hrubší kábel – zatiaľ čo pre kratšie vedenie môžete použiť tenšie káble a napriek tomu nenastane žiadny úbytok napätia. Hrúbka kábla je najvýznamnejším faktorom ovplyvňujúcim úbytok napätia: ak použijete príliš tenký kábel, určite to spôsobí úbytok napätia na konci dlhého vedenia kábla. (Presne množstvo napätia, ktoré stratíte, záleží na tom, o koľko tenší bude váš kábel oproti správnej hrúbke pre dĺžku konkrétneho vedenia).

Kompozícia vodiča

Rovnako ako u každého elektrického obvodu, materiál z ktorého je kábel vyrobený bude mať vplyv na to ako dobre vedie prúd. Podobne ako u televíznych antén a reproduktorov, pri výrobe káblov sa môžu používať rôzne vodiče – látky vrátane hliníka, medi, zlata a iných. Čím lepší je vodič, tým účinnejšie bude prenášať prúd od zdroja. Najčastejšími kovmi používaným na výrobu elektrických vodičov sú meď, hliník, striebro, zlato, platina.

LED pásik je príliš dlhý

K úbytku napätia môže dôjsť nielen cez káble používané na napájanie LED pásikov, ale aj na samotných LED pásikoch. Vo všeobecnosti platí, že každé nepretržité vedenie LED pásika dlhšieho ako 6 metrov začne spôsobovať úbytok napätia. Nie je však problém navrhnúť inštaláciu LED pásika dlhšieho ako 6 m, ktorý nebude trpieť úbytkom napätia. Ak sa chcete dozvedieť viac, ako tak urobiť, pozrite si naše diskusie a stránky o inštaláciách väčších projektov LED osvetlenia.

Ako teda úbytok napätia ovplyvní moje LED svietidlá, pásik?

Ak chcete namontovať LED pásik v určitej vzdialenosti od transformátora, úbytok napätia môže ovplyvniť aj vaše osvetlenie. Ak použijete nesprávny kábel (nevhodná hrúbka, atď.) alebo namontujete nepretržitú dĺžku LED pásika s dĺžkou viac ako 5 m, možno zistíte, že na začiatku LED pásika máte menej voltov – a teda menej jasu!

Chcem zistiť, ako ďaleko môžem mať svoje LED pásy od transformátora. Ako môžem vypočítať úbytok napätia?

K dispozícii je široká ponuka kalkulačiek a aplikácií na výpočet úbytku napätia. Pri vyhľadávaní termínu „úbytok napätia“ prostredníctvom Google alebo iného vyhľadávacieho nástroja sa zobrazí mnoho webových stránok, ktoré ponúkajú vhodné kalkulačky. Po zadaní požadovaných faktorov – napríklad typu kábla a dĺžky vedenia – kalkulačka vypočíta odporúčanú hrúbku kábla, ktorú by ste mali použiť pri svojej inštalácii a vypočíta, aký veľký úbytok napätia môžete očakávať.

Kalkulačka Poklesu Napätia

V zásade platí pri DC napájaniach že čím dlhšia vzdialenosť vodiča tým väčšie úbytky, jediná môžnosť zvládnuť tento problém je zhrubiť kábel. Ponúkame vám kalkulačku, ktorá vám tento problém troška uľahčí.

Tabuľka AWG a korešpondujúce veľkosti

American wire gauge (AWG – americká káblová miera) je štandardom prierezu neželezných vodičov a káblov používaných v elektropriemysle a v elektronike. Používa sa hlavne v USA a Kanade, ale používajú ho aj ázijskí výrobcovia vodičov a káblov. V Európe sa používa metrický systém podľa IEC 60228.

Vyššie číslo AWG znamená menší priemer vodiča. Takéto označovanie súvisí s výrobou vodiča – postupným tvarovaním. Vodič sa vyrába preťahovaním, alebo valcovaním zo základnej tyče. Každá tvarovacia operácia znamená tenší vodič. Číslo AWG je teda úmerné počtu tvarovacích operácií.

Tabuľka ukazuje vzťah AWG, priemeru, prierezu, odporu pre jednojadrové medené vodiče a ich prúdovú zaťažiteľnosť.

AWG	mm	(mm2)	(mΩ/m)	(A) 60°C	(A) 75°C	(A) 90°C
0000 (4/0)	11.684	107	0.1608	195	230	260
000 (3/0)	10.405	85.0	0.2028	165	200	225
00 (2/0)	9.266	67.4	0.2557	145	175	195
0 (1/0)	8.251	53.5	0.3224	125	150	170
1	7.348	42.4	0.4066	110	130	145
2	6.544	33.6	0.5127	95	115	130
3	5.827	26.7	0.6465	85	100	115
4	5.189	21.2	0.8152	70	85	95
5	4.621	16.8	1.028
6	4.115	13.3	1.296	55	65	75
7	3.665	10.5	1.634
8	3.264	8.37	2.061	40	50	55
9	2.906	6.63	2.599
10	2.588	5.26	3.277	30	35	40
11	2.305	4.17	4.132
12	2.053	3.31	5.211	20	25	30
13	1.828	2.62	6.571
14	1.628	2.08	8.286	15	20	25
15	1.450	1.65	10.45
16	1.291	1.31	13.17			18
17	1.150	1.04	16.61
18	1.024	0.823	20.95	10	14	16
19	0.912	0.653	26.42	—	—	—
20	0.812	0.518	33.31	5	11	—
21	0.723	0.410	42.00	—	—	—
22	0.644	0.326	52.96	3	7	—
23	0.573	0.258	66.79	—	—	—
24	0.511	0.205	84.22	2.1	3.5	—
25	0.455	0.162	106.2	—	—	—
26	0.405	0.129	133.9	1.3	2.2	—
27	0.361	0.102	168.9	—	—	—
28	0.321	0.0810	212.9	0.83	1.4	—
29	0.286	0.0642	268.5	—	—	—
30	0.255	0.0509	338.6	0.52	0.86	—
31	0.227	0.0404	426.9	—	—	—
32	0.202	0.0320	538.3	0.32	0.53	—
33	0.180	0.0254	678.8	—	—	—
34	0.160	0.0201	856.0	0.18	0.3	—
35	0.143	0.0160	1079	—	—	—
36	0.127[c]	0.0127	1361	—	—	—
37	0.113	0.0100	1716	—	—	—
38	0.101	0.00797	2164	—	—	—
39	0.0897	0.00632	2729	—	—	—
40	0.0799	0.00501	3441	—	—	—