Теме: Бежичне мреже

Прорачун пада напона у каблу

Скраћена веза: http://pedja.supurovic.net/veza/873

Пад напона, прорачунКада постављате напајање уређаја кроз кабал веће дужине, ако се ради о ниском напону неопходно је да предвидите и пад напона који се јавља у водовима.

Овај проблем се обично јавља када бежични уређај, свич или неки други уређај постављате далеко од извора напајања па продужавате водове за напајање или користите пасивни ПоЕ. Тада у ствари ниски напон (реда величине од 3 до 12 волти) пуштате кроз знатно продужени вод. Уређаји могу да у раду вуку између 0.5 и 2 па и више ампера, а то је значајна струја која може да изазове толики пад напона у воду да преостали напон не буде довољан за стабилан рад уређаја.

Због тога ваља унапред предвидети колики ће бити пад напона и да ли је неопходно да га узмемо у обзир.

Математика

Пад напона у проводнику зависи од четири чиниоца: специфичне отпорности материјала (ρ) од кога је проводник сачињен, површине попречног пресека проводника (s), дужине проводника (l) и струје која протиче кроз проводник (I).

Када знамо ове вредности укупан отпор ћемо израчунати по обрасцу

R = ρ * l / s

а када добијемо отпорност, пад напона рачунамо по Омовом закону:

U = R * I

Специфична отпорност материјала је константа које је позната за сваки проводни материјал. За бакар, који се најчешће користи за прављење проводника је 0.0174 Ωmm2/m. То значи да проводник попречног пресека 1 mm2 дужине 1 m има отпорност од 0.0174 Ω. Специфична отпорност зависи од температуре, али се у прорачунима узима специфична отпорност на собној температури. Специфична отпорност зависи и од чистоће материјала, а није необично да јефтинији кабовлови буду од јефтинијег материјала мање чистоће који има већу отпорност.

Попречни пресек проводника је по правилу кружни, а може се израчунати из његовог пречника по обрасцу s = (r/2)2π.

Прорачун пада напона у проводнику

Дужину проводника (l) морамо измерити, а узимамо двоструку дужину у односу на кабал, зато што имамо два проводника за два пола напајања. Ако нам је кабал дуг десет метара, дужина проводника је 20 метара.

Струју (I) која протиче кроз проводник можемо или измерити или претпоставити као називну струју потрошње уређаја (на уређају обично пише или колике је снаге као потрошач или колику струју вуче). Ако немате ништа друго, онда видите карактеристике исправљача који сте добили уз уређај јер на њему то мора писати.

Пример прорачуна

Узмимо да је пречник пресека проводника 0.51 mm, из чега произилази да је попречни пресек (0.51/2)2 * 3.14 = 0.2042 mm2 (ово је попречни пресек проводника у УТП каблу), да је дужина проводника 20 m (двострука дужина кабла) и да је максимална струја коју уређај може да повуче 2 A.

Укупни отпор је

R = ρ * l / s = 0.0174 * 20 / 0.2042 = 1.7 Ω

Из отпора спеди пад напона

U = R * I = 1.7 * 2 = 3.4 V

Дакле, на проводнику дужине 20 метара, пречника 0.51 mm, а кроз који тече струја од 2 A пад напона ће бити 3.4 V.

Ово уопште није занемарљиво, ако узмемо у обзир да већина уређаја који се користе за бежично умрежавање користи напајање од 5 V. Пад напона од 3.4 V засигурно значи да уређај неће моћи да ради.

Ради лакшег рачуна, запамтите да отпор 1 метра УТП кабла износи 0.08 Ω (заокружено). тако да, ако затреба, на терену можете лако да израчунате пад напона.

Да не бисте ручно све ово рачунали, ево готовог прорачуна урађеног у OpenOffice Calc-у: Proracun pada napona u provodniku (4394)

Како решити проблем великог пада напона

Прво што можете да урадите, то је да повећате попречни пресек проводника или да скратите дужину проводника. Рецимо, ако у нашем примеру пречник проводника повећамо на 0.7 mm, пад напона на проводнику ће бити смањен на свега 0.9 V.

Када се за напајање користи пасивни ПоЕ употребљавамо стандардне УТП каблове тако да не можемо мењати попречни пресек проводника. Оно што можемо да урадимо, то је да спојимо паралелно два проводника и тако добијемо двоструко већи попречни пресек, тако да би пад напона био смањен на 0.85 V, што би могло да прође код неких уређаја.

Пад напона можемо просто надоместити повећањем напона. Ако је пад напона 0.85 V то значи да бисмо могли заменити напајање неким које даје један волт више и тако просто поништити ефекат губитка у проводнику. Ово има смисла, али само ако се ради о малој разлици напона.

Увек водите рачуна о томе да се пад напона јавља као последица струје која тече кроз проводник. Ако уређај не оптерећује увек проводник пуном снагом, то значи да ће се мењати пад напона, а тиме и напон напајања уређаја.

Ако је пад напона под пуним оптерећењем 3.4 V, у неком моменту, када уређај не ради пуном снагом, пад напона може бити знатно мањи или занемарљив. Ако замените напајање неким које даје виши напон као компензацију за ових 3.4 V, то значи да ће у неком тренутку (а то је већ и сами тренутак када укључите уређај) његов напон напајања бити знатно већи од предвиђеног и уређај може бити уништен или оштећен. Ако се ипак одлучите за повећање напона онда обавезно на други крај кабла, пре уређаја, ставите неки стабилизатор напона (рецимо 7805, ако је потребан напон од 5 V) тако да осигурате да напон не пређе критичну границу.

Ако унапред знамо да морамо користити дуг кабал за напајање, већ приликом избора уређаја треба узети онај који ради на вишем напону (9 или више волти) јер по правилу ти уређаји вуку мању струју, а то значи да ће правити мањи пад напона.

Код нас је због тога популаран уређај Ovislink 5460 јер ради на 9 V, а његов исправљач по правилу даје и до 13 V, тако да не само да је уређај толерантан на пад напона, него трпи и знатно виши напон од радног. У пракси овај уређај ради преко напајања кроз УТП каблове дужине и 10 до 15 метара.

На крају, увек можете упторебити активни ПоЕ, који ради на 48 V и тако значајно смањује струју која иде кроз проводник. У ствари ПоЕ стандард само и предвиђа овакво напајање и гарантује исправно напајање до дужине УТП кабла до 100 метара. Активни ПоЕ има само једну ману – вишу цену.


Поделите овај чланак са пријатељима


8 comments to Прорачун пада напона у каблу

  • Milan

    Da li možete da mi pomognete jer ne mogu da otvorim Proracun pada napona u provodniku (781)u OpenOffice…
    Unapred hvala

  • Десни клик на линк, изаберите опцију Save As… и тако је снимите на жељено место. Затим дупли клик на снимљену датотеку и отвориће вам се OpenOffice. Мени тако ради.

  • Filip Lazic

    kako da izracunam poprecni presek provodnika koji treba da prenese struju na daljinu od 10 km,a da gubici ne budu veci od 10%….a generator ima snagu od 200 kw i napon od 120 v….pls help…hitno….treba mi veceras ako mozes da mi kazes….

  • За извођење таквог вода потребно је да се уради цео пројекат и то мора да ти уради стручно и овлашћено лице. Не може то да се уради очас посла из главе.

  • vlasta

    postovani dali neko moze da mo izracuna gubitke u prpizvodnji solarne elektrna 30kw ako merno mesto bude udaljeno 400 metara od elektrane a kabal precnika 75
    hvala

    • Ако правиш електрану од 30 киловата, израчунавање губитака у каблу не би требало да ти буде проблем.

      А свакако ниси дао довољно податка да се то израчуна.

  • Иван

    Поштовани,
    да ли можете да ми срачунате дебљину тј. попречни пресек алуминијумског подземног проводника (4x???mm), јер желим да доведем струју од трафостанице до објекта у дужини од 700м, а потребна снага у објекту ми је 30 kW, уѕ то да губици не буду превелики (око 5%)
    Унапреед хвала!

Leave a Reply

 

 

 

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Попуните израз тако да буде тачан: *