حاسبة طول الموصل هي أداة مصممة لتحديد أقصى طول مسموح به للموصل الكهربائي عند انخفاض جهد معين. إنها أداة أساسية للكهربائيين والمهندسين والمصممين الذين يعملون على الأنظمة الكهربائية. تساعد الحاسبة في ضمان تحديد حجم الموصلات وتثبيتها بشكل صحيح للحفاظ على الكفاءة والسلامة. الالتزام مع معايير الصناعة.
تبسط هذه الأداة الحسابات المعقدة التي تتضمن انخفاض الجهد والتيار ومقاومة مادة الموصل ومساحة المقطع العرضي. وهي مفيدة بشكل خاص في السيناريوهات مثل التصميم قوة أنظمة التوزيع، واختيار أحجام الموصلات لمسارات الكابلات الطويلة، وضمان الأداء الأمثل في التركيبات الكهربائية.
المعادلة
تستخدم حاسبة طول الموصل النهج المنهجي التالي:
الخطوة 1: استخدم صيغة انخفاض الجهد
الصيغة الأساسية لانخفاض الجهد هي:
انخفاض الجهد (Vd) = (2 × I × R × L) / A
لحل طول الموصل (L)، أعد ترتيب الصيغة:
طول الموصل (L) = (Vd × A) / (2 × I × R)
أين:
- L = طول الموصل أحادي الاتجاه بالمتر (م).
- Vd = انخفاض الجهد المسموح به بالفولت (فولت).
- I = التيار بوحدة الأمبير (A).
- R = مقاومة مادة الموصل بوحدة أوم متر (Ω·m).
- أ = مساحة المقطع العرضي للموصل بالمتر المربع (م²).
الخطوة 2: ضبط المقاومة
إذا لم يتم توفير المقاومة الكهربائية للموصل بشكل مباشر، يتم حسابها على النحو التالي:
ر = ρ × (1 / أ)
أين:
- ρ = مقاومة مادة الموصل (على سبيل المثال، النحاس أو الألومنيوم) بوحدات الأوم متر (Ω·m).
- أ = مساحة المقطع العرضي للموصل بالمتر المربع (م²).
استبدل R في صيغة الطول إذا كنت تستخدم المقاومة مباشرة.
الخطوة 3: الطول الإجمالي للموصل للدوائر ثنائية الاتجاه
في الدائرة المغلقة، حيث يتدفق التيار إلى الحمل والعكس، يكون الطول الإجمالي للموصل:
الطول الكلي للموصل = 2 × L
جدول مرجعي للسيناريوهات الشائعة
فيما يلي جدول مرجعي يوفر أطوالًا تقريبية للموصلات في السيناريوهات الشائعة، بافتراض انخفاض الجهد بنسبة 5%، والنحاس كمادة موصلة، ومساحات المقطع العرضي القياسية.
| الجهد (V) | الحالي (A) | مساحة الموصل (مم²) | طول الاتجاه الواحد (م) | الطول الإجمالي (م) |
|---|---|---|---|---|
| 120 | 10 | 2.5 | 115 | 230 |
| 240 | 20 | 4.0 | 185 | 370 |
| 400 | 30 | 6.0 | 220 | 440 |
| 600 | 50 | 10.0 | 250 | 500 |
| 1000 | 75 | 16.0 | 300 | 600 |
يساعد هذا الجدول المستخدمين على تقدير أطوال الموصلات دون إجراء حسابات مفصلة.
مثال
المشكلة:
يجب أن يحمل موصل نحاسي تيارًا مقداره 20 أمبير على مسافة 50 مترًا مع انخفاض الجهد المسموح به بمقدار 5 فولت. احسب طول الموصل.
حل:
- تحديد القيم المعروفة:
- فولت = 5 فولت.
- أنا = 20 أمبير.
- ρ (مقاومة النحاس) = 1.68 × 10⁻⁸ Ω·m.
- أ = 4 مم² = 4 × 10⁻⁶ متر مربع.
- حساب المقاومة: R = ρ × (1 / A) = (1.68 × 10⁻⁸) × (1 / 4 × 10⁻⁶) = 0.0042 أوم·م.
- استخدم الصيغة للطول: L = (Vd × A) / (2 × I × R) L = (5 × 4 × 10⁻⁶) / (2 × 20 × 0.0042) L = 59.52 مترًا (اتجاه واحد).
- حساب الطول الإجمالي:الطول الإجمالي = 2 × ل = 2 × 59.52 = 119.04 متر.
الخلاصة:
يبلغ طول الموصل الإجمالي حوالي 119 مترًا للمواصفات المحددة.
الأسئلة الشائعة الأكثر شيوعًا
يضمن حساب طول الموصل أن يعمل الموصل ضمن حدود انخفاض الجهد المقبولة، مما يحافظ على الكفاءة ويمنع ارتفاع درجة الحرارة أو فشل النظام.
تختلف المواد المختلفة في مقاومتها الكهربائية. فالنحاس ذو المقاومة الكهربائية المنخفضة يسمح بأطوال أطول مقارنة بالألومنيوم لنفس انخفاض الجهد ومساحة المقطع العرضي.
إذا تجاوز طول الموصل القيمة المحسوبة، فسيكون انخفاض الجهد أكبر من المسموح به، مما قد يؤدي إلى انخفاض الكفاءة أو عطل في المعدات أو مخاطر السلامة.