Come posso calcolare la caduta di tensione sui cavi dati una tensione di alimentazione e una corrente? Come posso prevedere una caduta di tensione in modo che il carico finale abbia la tensione di alimentazione corretta?

Quale sarà la perdita di potenza?

Cosa succede se non conosco la resistenza del filo ma l'AWG ( American Wire Gauge ) e la lunghezza?

Caduta di tensione

Devi vedere un filo come un altro resistore posto in serie. Invece di questo, un carico di resistenza collegato a un alimentatore con tensione V ...$\text{R}_{\text{load}}$$\text{V}$

Dovresti vederlo come questo, un carico di resistenza collegato tramite due fili con filo di resistenza R a un alimentatore con tensione V :$\text{R}_{\text{load}}$$\text{R}_{\text{wire}}$$\text{V}$

Ora possiamo usare dove V sta per tensione, I per corrente e R per resistenza.$\text{V} = \text{I}\cdot{}\text{R}$$\text{V}$$\text{I}$$\text{R}$

Un esempio

Supponiamo la tensione applicata al circuito è . Il carico R equivale a 250 Ω e il filo R della resistenza è 2,5 Ω (se non si conosce la resistenza del filo, vedere di seguito in "Calcolo della resistenza di un filo"). Inizialmente, calcoliamo la corrente attraverso il circuito usando I = $5\text{V}$$\text{R}_{\text{load}}$$250\Omega$$\text{R}_{\text{wire}}$$2.5\Omega$ :I=$\text{I}=\dfrac{\text{V}}{\text{R}}$$\text{I}=\dfrac{5}{250+2\cdot2.5}=\dfrac{5}{255}=0.01961\text{A}=19.61\text{mA}$

Ora, vogliamo sapere quale caduta di tensione su un pezzo di filo sta usando : V = 0,01961 ⋅ 2,5 = 0,049025 V = 49,025 $\text{V}=\text{I}\cdot{}\text{R}$$\text{V}=0.01961\cdot2.5=0.049025V=49.025\text{mV}$

Possiamo anche calcolare la tensione sul carico allo stesso modo: V = 0,01961 ⋅ 250 = 4,9025 $\text{R}_{\text{load}}$$\text{V}=0.01961\cdot250=4.9025\text{V}$

Anticipando la perdita di tensione

E se avessimo davvero bisogno di una tensione di su carico R ? Avremo cambiare la tensione V dalla rete elettrica in modo che la tensione su R carico diventerà 5 V .$5\text{V}$$\text{R}_{\text{load}}$$\text{V}$$\text{R}_{\text{load}}$$5\text{V}$

Inizialmente calcoliamo la corrente attraverso il carico : I load = V $\text{R}_{\text{load}}$$\text{I}_{\text{load}} = \dfrac{\text{V}_{\text{load}}}{\text{R}_{\text{load}}} = \dfrac{5}{250} = 0.02\text{A} = 20\text{mA}$

$\text{I}$$\text{I}_{\text{load}}$$\text{R} = 250 + 2\cdot2.5 = 255\Omega$$\text{V}=\text{I}\cdot{}\text{R}$$\text{V}=0.02\cdot255=5.1\text{V}$

Perdita di potenza

$\text{P}=\text{V}\cdot{}\text{I}$$\text{P}$$\text{V}$$\text{I}$

Quindi l'unica cosa che dobbiamo fare è inserire i valori corretti nella formula.

Un esempio

$5\text{V}$$250\Omega$ $\text{R}_{\text{load}}$$2.5\Omega$$0.049025\text{V}$$0.01961\text{A}$

$\text{P}_{\text{wire}} = 0.049025\cdot0.01961 = 0.00096138\text{W} = 0.96138\text{mW}$

Calcolo della resistenza di un filo

$l$

Wikipedia ha un elenco di specifiche AWG disponibili qui , che include la resistenza per metro in Ohm per chilometro o milliOhms per metro. Lo hanno anche per kilofeet o piedi.

$\text{R}_{\text{wire}}$

Un esempio

$500\text{m}$

$\text{R}_{\text{wire}} = 0.5\text{km} \cdot 33.31\Omega/\text{km} = 16.655\Omega$