Провод для светодиодной ленты. Как рассчитать сечение? Выбрать

Рассмотрим некоторые формулы для расчета мощности, напряжения и сопротивления провода(так же подойдет для расчета длины проводов для ленты). Произведем расчет в зависимости от сечения.

Формула связи мощности и напряжения:

P = I × U

Формула связи напряжения и сопротивления:

U = R × I

Из этих формул можно сделать вывод, что при понижении напряжения потери на проводе увеличиваются, чтобы этого избежать, необходимо увеличивать сечение провода.

Рассмотрим в частности медный, его R постоянному току (потери напряжении).

Оно связано и зависит от удельного сопротивления материала, из которого изготовлен провод и обозначается ρ (читается как «ро»), и измеряется в Ом×мм²/м.

Формула расчета сопротивления в зависимости от сечения и материала, из которого он изготовлен:

R = (ρ×l)/S

R – сопр-ие, выбранного отрезка, измеряется в Ом

ρ – удельное сопр-ие, измеряется Ом×мм²/м

l – длина, взятого отрезка, измеряется в м

S – площадь поперечного сечения, измеряется в мм²

Удельное сопротивление различных металлов при комнатной температуре 20 ˚C

Как можно увидеть из таблицы ρ меди равно от 0,0172 до 0,018 Ом×мм²/м. Берем среднее значение 0,0175 Ом×мм²/м. Конечно данные в таблице приведены для чистых металлов, а не их сплавов. Сплав определенного металла может улучшить или ухудшить данные характеристики, например, если в медь добавить железо то R вырастит, проводимость ухудшится. Произведем расчет R провода с различным сечением.

Если необходимо рассчитать U, то в формулу связи его и сопротивления (U = R × I) подставляем формулу для расчета сопротивления провода в зависимости от сечения и материала (R = (ρ×l)/S) и получаем:

U = ((ρ×l)/S) × I

Приведем таблицу падения напряжения на медном проводе разного сечения и разном подаваемом токе. Длина провода составляет 1 метр.

Обозначения и описание таблицы:

Верхняя строчка – площадь сечения (S)

Левый столбец — значение силы тока (I)

Красным цветом указаны значения, при которых будет перегрев провода, то есть ток будет выше максимально допустимого.

Синим цветом, обозначены значения, когда применение слишком «толстого» провода финансово не выгодно и не обусловлено никакими факторами. За порог было взято падение менее 1 В на длине 100 м.

Пример использования:

Использование таблицы очень простое и удобное. Для понимания лучше воспользоваться примером.

Пример.

Нам необходимо подать питание на прибор, потребление которого 12 В постоянного тока 10 А. Допустим расстояние от питания до устройства 5 метров  (т.е. длина 5 метров). На выходе блока питания устанавливаем U = 12,5 В – что означает, что возможное падение его может составлять максимум 0,5 В иначе устройство либо будет работать не в полную мощность, либо вообще из-за нехватки напряжения не будет работать.

Пусть у нас в наличии будет провод 1,5 мм². Обращаемся к таблице. На 1 метре при токе в 10 А будет потеря 0,1167 В, а на пяти значит будет 0,1167 × 5 = 0,5835 В. Эта потеря будет составлять на одном, допустим на «+», но у нас есть и второй — «-». Соответственно на нем будет такая же потеря – 0,5835 В, а значит общая потеря составляет 0,5835 × 2 = 1,167 В. Исходя из расчетов наше устройство будет получать питание равное 12,5 – 1,167 = 11,333 В. Этот пример в частности подходит для питания светодиодной ленты и как рассчитать необходимый проводник, чтобы U было достаточным для свечения светодиодной ленты. Так же конечно стоит понимать, что метал из которого изготовлен не имел примесей и ρ бралось равным  0,0175 Ом×мм²/м. В данном случае лучше использовать сечение, допустим, 2,5 мм² или же установить источник питания ближе к потребителю (блок питания ближе к светодиодной ленте).

Можно сделать вывод, что чем толще и короче, тем лучше.