انتقل إلى المحتوى
Engineerly
ENع
الكابلات

هبوط الجهد في كابلات التيار المستمر 12 و24 فولت للطاقة الشمسية والبطاريات

عند 12 V أو 24 V تحتاج القدرة نفسها إلى تيار أكبر بعشرة إلى عشرين ضعفًا مما في دائرة 230 V، لذا قد يفقد كابل يبدو سخيًّا في الشبكة العامة عدة بالمئة من الجهد خلال بضعة أمتار فقط. وفي منظومة البطاريات يكون هذا الجهد المفقود طاقة مهدورة، وقد يجعل العاكس يفصل بسبب انخفاض الجهد بينما البطارية ما تزال مشحونة جيدًا.

الحاسبة أدناه مضبوطة مسبقًا لدائرة 24 V تحمل 40 A لمسافة 6 m باتجاه واحد بكابل نحاسي 16 mm² عند درجة حرارة موصل 50 °C، وهي حالة نموذجية للوصلة بين البطارية والعاكس أو بين منظم الشحن والبطارية. غيّر التيار والطول والمقطع وفق كابلك، فتظهر النتيجة هبوط الجهد بالفولت وبالنسبة المئوية وأصغر مقطع يحقق الحد المسموح.

آخر مراجعة

يفقد التيار المار في مقاومة الكابل ومفاعلته جزءًا من الجهد على طول المسار: يصل إلى الحمل V₂ = V₁ − ΔV، ويزداد ΔV بتناسب مع الطول والتيار.

للتقدير والتعلّم فقط، ولا يغني عن مهندس مرخّص أو عن الأكواد المعمول بها (IEC 60364 وNEC/NFPA 70 وBS 7671 واللوائح المحلية) أو عن بيانات الصانع. اقرأ إخلاء المسؤولية.

المدخلات

الدائرة

الموصل

مادة الموصل
نظام المقاسات
°C

70 °C لعزل PVC، و90 °C لعزل XLPE عند الحمل الكامل

Ω/km

من IEC 60228 أو بيانات الصانع؛ تحل محل المقاومة النوعية

الدائرة

A
m
وحدة الطول
V
%

حدود التصميم الشائعة: 3 % للإنارة، و5 % لغيرها

النتيجة

هبوط الجهد — Engineerly. تقدير لأغراض تعليمية فقط؛ تحقّق منه وفق الأكواد المعمول بها وبيانات الصانع.

هبوط الجهد
0.5782V
هبوط الجهد
2.41%

ضمن الحد الذي حددته (3 %).

الجهد عند طرف الحمل
23.422V
مقاومة الموصل عند درجة حرارة التشغيل
1.205mΩ/m
طول المسار (باتجاه واحد)
6 m
أصغر مقطع IEC يحقق 3 %
16 mm² (2.41 %)

خطوات الحل بأرقامك

  1. 1. المقاومة عند درجة حرارة الموصل
    R_T = ρ20 (1 + α (T − 20)) / A
    R_T = 0.017241 × (1 + 0.00393 × (50 − 20)) / 16 mm²
    = 1.2046 mΩ/m
  2. 2. هبوط الجهد (DC، ذهابًا وإيابًا)
    ΔV = 2 × I × L × R / n
    ΔV = 2 × 40 A × 6 m × 0.00120461 Ω/m / 1
    = 0.5782 V
  3. 3. النسبة المئوية من الجهد الاسمي
    ΔV% = ΔV / V × 100
    ΔV% = 0.578211 V / 24 V × 100
    = 2.41 %

الافتراضات

  • النحاس: ρ20 = 0.017241 Ω·mm²/m، وα = 0.00393 /K، والموصل عند 50 °C.
  • المقاومة محسوبة من المقاومة النوعية والمقطع الاسمي (مقاومة DC، أقل قليلًا من القيم القصوى المجدولة للموصلات المجدولة).
  • دائرة DC بسلكين: ذهابًا وإيابًا، بلا مفاعلة.
  • تيار الحمل ثابت على طول المسار (حمل واحد عند الطرف البعيد).
  • المعادلة التقريبية ΔV = k·I·L·(R cos φ + X sin φ) دقيقة لهبوط جهد بحدود بضعة في المئة.
النظام: تيار مستمر DC
الموصل: النحاس 16 mm² × 1
درجة الحرارة: 50 °C
التيار: 40 A
الطول: 6 m
الجهد: 24 V
الحد المسموح: 3 %

تحقّق قبل الاعتماد على النتيجة

  • هبوط الجهد فحص واحد فقط. يجب أن يتحمل الموصل التيار أيضًا (سعة حمل التيار وفق IEC 60364-5-52 أو NEC 310.16 مع تصحيح التجميع ودرجة الحرارة المحيطة)، وأن يستوفي متطلبات الفصل عند العطل وتحمّل تيار القصر.
  • للتقدير والتعليم فقط، ولا يغني عن مهندس مرخّص أو عن الكود المعمول به (IEC 60364 أو NEC/NFPA 70 أو BS 7671 أو اللوائح المحلية) أو عن بيانات الصانع.

ملاحظات حول هذه الحالة

  • يُحسب هبوط جهد التيار المستمر للذهاب والإياب (المعامل 2) ومن دون مفاعلة.
  • يستهدف كثير من المركّبين هبوطًا بين 1 و3 % في كابلات البطاريات والألواح؛ والمرجع هو دليل العاكس ومنظم الشحن، إذ يذكر غالبًا أقصى طول مسموح لكل مقطع.
  • تبقى سعة حمل التيار والحماية واجبتين: يجب حماية كابل البطارية بمصهر أو قاطع مخصص للتيار المستمر قريب من البطارية.

افتح صفحة الحاسبة الكاملة مع المعادلة والمثال المحلول والمراجع

حاسبات ذات صلة

تضمين هذه الحاسبة في موقعك

الصق هذه الشيفرة في صفحتك لعرض الحاسبة داخل إطار. يجب أن يبقى رابط النسبة ظاهرًا. الصفحة المضمّنة خالية من الإعلانات ولا تخزّن أي بيانات.

كيف جرى التحقق من هذه المعادلات: المنهجية والاختبار.