Инструкция
Сечение кабеля и падение напряжения в LED-системе
Какие числа нужны
Для одной двухпроводной линии запишите напряжение, мощность нагрузки, длину кабеля в одну сторону и сечение каждой медной жилы. Для разветвлённой схемы нужны эти данные по каждому участку.
Номинал БП не равен нагрузке кабеля. Блок на 150 Вт, питающий ленту на 60 Вт, не заставляет её постоянно потреблять 150 Вт. При этом возможности источника и защита линии учитываются отдельно от расчёта рабочего тока.
Производитель тоже связывает выбор сечения с напряжением, нагрузкой и длиной, а не с единственным значением ватт.1
Формулы для предварительной оценки
I = P / U
Rпетли = 2 × ρ × L / S
ΔU = I × Rпетли
ΔU% = 100 × ΔU / U
Здесь P - мощность нагрузки, Вт; U - напряжение, В; L - длина кабеля в одну сторону, м; S - сечение одной жилы, мм². Множитель 2 учитывает путь тока к нагрузке и обратно.
В калькуляторе падения напряжения принято приближение для меди ρ = 0,0175 Ом·мм²/м около 20 °C. Это не точная константа любого кабеля: NBS/NIST приводит для стандартной отожжённой меди при 20 °C значение 0,017241 и отдельно рассматривает температурную зависимость.2 Для окончательного расчёта лучше паспортное сопротивление выбранного кабеля.
Учебный пример: 100 Вт, 24 В, 10 м
Ток в приближении номинального режима равен 100 / 24 ≈ 4,17 А. Длина петли - 20 м. При принятом выше ρ получаются следующие значения:
На узком экране таблицу можно прокрутить по горизонтали.
| Сечение одной жилы | Сопротивление петли | Падение напряжения | Доля от 24 В |
|---|---|---|---|
| 1,5 мм² | 0,233 Ом | 0,97 В | 4,05% |
| 2,5 мм² | 0,140 Ом | 0,58 В | 2,43% |
Это сравнение вариантов, а не автоматическое разрешение использовать любой из них. Допустимый результат проверяют по требованиям нагрузки, кабеля и конструкции. Формула также не учитывает сопротивление дорожек самой ленты.
Как считать общую магистраль
До развилки кабель несёт суммарный ток всех подключённых ветвей. После неё каждый отвод несёт свою нагрузку. Если посчитать только короткие отводы к полкам, можно пропустить главные потери в длинной общей трассе.
У разветвлённой системы порядок такой: нарисовать узлы → назначить нагрузку каждого участка → рассчитать общую магистраль → рассчитать отводы → сложить потери по пути до наиболее удалённой нагрузки. При нескольких точках подачи питания сначала выберите подходящий вариант: схемы питания длинной линии.
У многоканальной ленты общий провод тоже проверяют по суммарному предусмотренному току, а не по одному цвету.
Что делать, если потери велики
Увеличить сечение - один вариант. Другие: сократить трассу, перенести источник ближе, разделить нагрузку или изменить расположение точек питания. Иногда изменение схемы полезнее очень толстого кабеля, который трудно подвести к маленьким контактным площадкам.
Переход на другое напряжение возможен только с совместимыми компонентами. Подкручивать выход БП выше допустимого напряжения ленты ради дальнего конца нельзя.
Граница точности расчёта
Это оценка установившегося режима при заданной мощности и принятом сопротивлении. Реальная нагрузка может менять ток при просадке; нагрев увеличивает сопротивление проводника; соединения добавляют потери. Предел допустимого тока, способ прокладки и защита проверяются отдельно.
IEC 60228 задаёт характеристики проводников, но не назначает один допустимый процент падения для всех LED-систем.3 Значение «меньше нескольких процентов» само по себе не является сертификатом правильного монтажа.
Контроль на объекте
Сравните напряжение в доступной низковольтной части у источника и у нагрузки на рабочем режиме, затем оцените равномерность света. Не измеряйте открытые клеммы 220/230 В без квалификации. При нагреве контактов, следах воды или повреждении изоляции остановите проверку и обесточьте систему штатным способом.
Перед закрытием отделки должны быть понятны и расчёт, и путь замены оборудования. Если схема состоит из нескольких БП, общих участков и контроллеров, передайте её на консультацию по LED-подсветке до монтажа.
По теме
Нужна подсветка для Вашего объекта?
Пришлите фото — остальное уточним в переписке.