🔌 電圧降下計算機

電圧降下とは、電流が導体を流れる際に生じる電位の減少のことです。すべての電線には抵抗があり、電流が通過すると電圧の一部が熱として失われます。米国電気規程（NEC）では、分岐回路の電圧降下を3%以下、幹線と分岐回路の合計を5%以下に保つことを推奨しています。これらの制限を超えると、モーターの過熱、照明の暗化、電子機器の誤動作を引き起こす可能性があります。

この計算機は、単相および三相回路の標準的な電圧降下式を使用します。単相では V_drop = 2 × I × R（R = ρ × L / A）を計算します。三相では V_drop = √3 × I × R を使用します。電圧降下率は V_drop / V_source × 100 です。

ここで導き出される重要な指標は電圧降下率で、設備が規程の制限内にあるかどうかを示します。NECは分岐回路で最大3%、幹線と分岐回路の合計で5%を推奨しています。IEC 60364規格も同様に、照明で4〜5%、その他の負荷で5〜7%に制限することを推奨しています。

1. 導体材質（銅またはアルミニウム）を選択します。
2. 電線を流れる電流をアンペア（A）で入力します。
3. 電線の片道長さをメートル（m）で入力します。
4. 断面積を mm² で入力します（またはAWG参照を使用）。
5. 単相または三相を選択し、計算をクリックします。

許容される電圧降下はどのくらいですか？

NECは分岐回路で最大3%、合計（幹線＋分岐）で5%の電圧降下を推奨しています。例えば120 V回路では、3%の降下は最大3.6 Vの損失を意味します。5%を超える降下は機器の誤動作やエネルギーの無駄を引き起こす可能性があります。

なぜ単相の式では2倍するのですか？

電流は電源から負荷へ移動し、そして戻らなければなりません。往線と復線の両方の電線に抵抗があるため、全経路長は片道距離の2倍になります。三相システムでは、導体間の位相差のため √3（約1.732）を使用します。

温度は電圧降下にどう影響しますか？

銅の抵抗は20°Cを超えると約0.393%/°C増加します。60°Cの屋根裏で電流を流す電線は、室温に比べて約16%高い抵抗を持ち、それに比例して電圧降下も増加します。実際の動作温度を常に考慮してください。

銅線とアルミニウム線のどちらを使うべきですか？

銅は同じ断面積で約60%低い抵抗を持ち、電圧降下が少なくなります。アルミニウムは太いケーブルの引く際により軽くて安価ですが、銅と同等の性能を得るにはより大きな断面積が必要です。住宅配線では銅が標準です。

ACとDCで電圧降下は異なりますか？

純抵抗性のAC負荷では、DC抵抗の式がそのまま適用できます。誘導性負荷（モーター、バラスト）を含むAC回路では、ケーブルのリアクタンスが電圧降下に追加されます。この計算機は抵抗成分を計算しますが、AC誘導回路では実際の降下は10〜20%高くなる場合があります。

15 A回路で30 mの場合、どのAWGサイズが必要ですか？

15 A、120 V単相回路で30 mの場合、AWG 12の銅線（3.31 mm²）で約3.8%の降下となり、3%のガイドラインを超えます。AWG 10（5.26 mm²）に上げると約2.4%に収まります。

AWG表を使用して wire gauge と断面積を相互参照してください：AWG 12 ≈ 3.31 mm²、AWG 10 ≈ 5.26 mm²、AWG 8 ≈ 8.37 mm²。電線の抵抗は温度とともに増加します：銅の抵抗は20°Cを超えると約0.393%/°C上昇するため、高温の屋根裏や配管では計算値より高い降下が予想されます。ACの誘導性負荷（モーター、変圧器）では、インピーダンスにリアクタンスが含まれ、純抵抗値以上に有効電圧降下が増大します。長距離のケーブル引き（30 m以上）では、ワンサイズまたはツーサイズ太い電線を使用する方が、ケーブルの寿命にわたる電圧降下によるエネルギー損失を受け入れるよりも一般的に経済的です。