Beräkna spänningsfall i en likströmskabel
Räkna fram spänningsfallet i en kabel du redan har eller planerar, i både volt och procent.
Räknare
Med 10 A över 5,0 m i 6,0 mm² blir fallet 0,29 V (2,4 %).
Spänningsfall är den spänning som går förlorad på vägen genom en kabel på grund av ledarens resistans. I ett 12-voltssystem märks fallet snabbt: tappar du en volt har du förlorat över åtta procent av spänningen, vilket kan göra att pumpar går trögt, lampor lyser svagt och laddare inte når full effekt. Att kunna räkna fram det faktiska fallet i en befintlig eller planerad kabel är därför grundläggande både för funktion och för att undvika onödig värmeutveckling.
Beräkningen är den omvända av kabelarea. I stället för att räkna fram vilken area som behövs för ett givet fall, räknar du fallet för en area du redan valt. Fallet i volt fås ur strömmen, kabellängden, ledararean och kopparns resistivitet, och liksom vid areaberäkningen räknas dubbla längden eftersom strömmen går tur och retur. Därför ska du ange enkel kabellängd. För att fallet ska bli begripligt uttrycks det också som procent av systemspänningen, och tumregeln är att hålla sig under tre procent på matande kablar och under en procent på känsliga sträckor.
Formel
ΔU = 2 · I · L · ρ / area\nprocent = ΔU / systemspänning · 100
- I – ström (A)
- L – kabellängd enkel väg (m); dubbleras för tur och retur
- area – ledararea (mm²)
- ρ – kopparns resistivitet (~0,0175 Ω·mm²/m)
Räkneexempel
Med 10 A över 5 meter enkel väg i en 6 mm²-kabel blir fallet 2 · 10 · 5 · 0,0175 / 6 ≈ 0,29 V. Vid 12 V motsvarar det cirka 2,4 procent, vilket ligger inom tumregeln på tre procent. Byter du till 4 mm² stiger fallet till omkring 3,6 procent och kabeln blir underdimensionerad.
Bakgrund & praktik
Beräkningen är en uppskattning; kontrollera mot kabeltillverkarens uppgifter och gällande installationsregler. Ligger fallet för högt är lösningen grövre area, kortare kabel eller högre systemspänning. För att direkt få fram vilken area som krävs för ett önskat fall, använd kabelarea. Glöm inte att kabeln även ska skyddas av en korrekt säkring, och att lasten påverkar hur länge batteriet räcker enligt batteritid. Areatabellen nedan visar standardareor att välja mellan.
Tänk på att spänningsfallet ökar med strömmen, så de känsligaste sträckorna är ofta de som matar tunga laster som vattenpump, kylkompressor och växelriktare. Dimensionera dessa generöst. För lågförbrukande laster som LED-belysning är fallet sällan ett problem ens på längre dragningar.
Referenstabell
| Ström | 3 m (enkel) | 5 m (enkel) | 8 m (enkel) |
|---|---|---|---|
| 5 A | 1,5 mm² | 2,5 mm² | 4,0 mm² |
| 10 A | 4,0 mm² | 6,0 mm² | 10,0 mm² |
| 20 A | 6,0 mm² | 10,0 mm² | 16,0 mm² |
| 30 A | 10,0 mm² | 16,0 mm² | 25,0 mm² |
| 40 A | 16,0 mm² | 25,0 mm² | 35,0 mm² |
Rekommenderad ledararea för 12 V vid 3 % spänningsfall, kabellängd = enkel väg (formeln räknar tur och retur). Vid 24 V kan arean ungefär halveras, vid 48 V ungefär fjärdedelas.