حاسبة انخفاض الجهد

يقيس انخفاض الجهد مقدار الضغط الكهربائي المفقود بين المصدر والحمل على طول مسار الكابل. في أسلاك DC للطاقة الشمسية وخارج الشبكة، يعني الانخفاض المفرط أن البطاريات والعاكسات ترى جهدًا أقل مما تتوقع — الشواحن تعمل بأداء منخفض، والأحمال تنخفض الجهد، وتتدهور الكفاءة.

تُقدّر هذه الحاسبة انخفاض DC لسلك النحاس باستخدام تيار الأمبير، وجهد النظام، وطول الكابل في اتجاه واحد، ومقاس AWG. تضاعف الطول في اتجاه واحد لحساب الذهاب والإياب (موصلي الموجب والسالب)، ثم تعرض الانخفاض بالفولت والنسبة المئوية والجهد عند الحمل.

استخدمها للتحقق من مسار موجود أو مقارنة مقاسات السلك قبل شراء الكابل. للاختيار التلقائي لـ AWG وفق القدرة الاستيعابية وهدف انخفاض أقصى، استخدم حاسبة مقاس السلك. يهدف كثير من المثبّتين إلى 3% أو أقل في مسارات DC الحرجة.

كيف تعمل هذه الحاسبة

1. أدخل تيار الحمل بالأمبير — السحب الثابت لـ DC على الدائرة (من المصفوفة إلى المنظم، من المنظم إلى البطارية، أو من البطارية إلى العاكس).
2. أدخل جهد النظام عند المصدر (مثل 12 أو 24 أو 48 فولت بطارية أو مصفوفة).
3. أدخل طول الكابل في اتجاه واحد بالأقدام من المصدر إلى الحمل (وليس إجمالي الذهاب والإياب — الأداة تضاعفه).
4. اختر AWG للسلك. قيم المقاومة تستخدم أوهم نحاس DC القياسية لكل 1,000 قدم عند نحو 20°C.
5. انخفاض الجهد = 2 × أمبير × مقاومة لكل قدم × أقدام اتجاه واحد. انخفاض % = (فولت الانخفاض ÷ فولت النظام) × 100.

علاقات انخفاض الجهد الأساسية

انخفاض V = 2 × I × R/قدم × الطول (اتجاه واحد) | انخفاض % = (انخفاض V ÷ جهد النظام V) × 100 | V عند الحمل = جهد النظام V − انخفاض V

التيار عبر المقاومة يخلق فقدًا في الجهد. لأن دوائر DC تحتاج موصلي الذهاب والإياب، يكون الطول الفعلي ضعف المسافة في اتجاه واحد. الانخفاض بالنسبة المئوية يُطبّع الفقد مقابل جهد النظام — 3% على دائرة 12 فولت هي 0.36 فولت فقط، لكن 3% على 48 فولت هي 1.44 فولت؛ هدف النسبة غالبًا مشابه بينما الفولت المطلق يختلف.

الصيغ التي تستخدمها الأداة

• يستخدم مقاومة DC لكل 1000 ft للـ AWG المختار.
• انخفاض الجهد = 2 × أمبير × مقاومة × طول اتجاه واحد (ذهاب وإياب).
• الانخفاض % = (فولت الانخفاض ÷ فولت النظام) × 100.

مثال عملي: 10 أمبير على 12 فولت، 25 قدم

حمل 10 أمبير على نظام 12 فولت يستخدم نحاس 10 AWG مع مسار 25 قدم في اتجاه واحد من البطارية إلى الحمل.

1. مقاومة 10 AWG ≈ 1.21 Ω لكل 1,000 قدم → 0.00121 Ω لكل قدم لكل موصل.
2. انخفاض V = 2 × 10 أمبير × 0.00121 × 25 قدم ≈ 0.61 فولت ذهابًا وإيابًا.
3. انخفاض % = 0.61 ÷ 12 × 100 ≈ 5.1% — فوق هدف 3% الشائع؛ فكّر في 8 AWG أو مسار أقصر.
4. الجهد عند الحمل ≈ 12 − 0.61 = 11.39 فولت عند سحب 10 أمبير كامل.

نصائح عملية

• قِس الطول في اتجاه واحد على مسار الكابل الفعلي، وليس المسافة المستقيمة.
• جهد نظام أعلى (24 أو 48 فولت) يقلل الأمبير لنفس القدرة وعادةً يقلل نسبة الانخفاض.
• الوصلات والصمامات والموصلات الأصغر من المطلوب تضيف مقاومة غير محسوبة هنا — حافظ على المسارات مرتبة ومشدودة.
• مسارات المصفوفة إلى MPPT غالبًا تستهدف ≤3% انخفاض؛ بعض المصممين يستخدمون ≤2% على مسارات 12 فولت الطويلة.
• إذا كانت نسبة الانخفاض مرتفعة، كبّر AWG أو قرّب المعدات قبل قبول فقد القدرة.

الأسئلة الشائعة

أدلة ذات صلة

• كيفية حساب انخفاض الجهد في توصيلات الطاقة الشمسية (ولماذا يهم)