🔌 电压降计算器
根据电流、导线长度、截面积和导体材料计算电线或电缆的电压降。支持公制和AWG规格的铜线和铝线。
这是什么工具？
电压降是指电流流过导体时电位的降低。每根导线都存在一定的电阻，当电流通过时，部分电压会以热量的形式损耗。美国国家电气规范（NEC）建议分支电路的电压降不超过3%，馈线与分支电路的总电压降不超过5%。超过这些限值可能导致电机过热、灯光变暗和电子设备故障。
直流或单相交流电阻性电压降的基本公式为 Vdrop = 2 × I × ρ × L / A，其中系数2代表去线和回线两根导线，I 为电流（A），ρ 为导体材料的电阻率，L 为单向导线长度（m），A 为截面积（m²）。三相系统使用 √3 代替系数2。铜在20°C时的电阻率约为 1.68 × 10⁻⁸ Ω·m，铝较高为 2.65 × 10⁻⁸ Ω·m，这意味着相同截面积的铝线会产生更大的电压降。
运作原理
本计算器使用标准电压降公式计算单相和三相电路。对于单相，计算 Vdrop = 2 × I × R，其中 R = ρ × L / A。对于三相，使用 Vdrop = √3 × I × R。电压降百分比为 Vdrop / Vsource × 100。
| 导体材料 | 电阻率 ρ（Ω·m，20°C） | 相对电导率 |
|---|---|---|
| 铜（退火） | 1.68 × 10⁻⁸ | 100% |
| 铜（硬拉） | 1.77 × 10⁻⁸ | 97% |
| 铝 | 2.65 × 10⁻⁸ | 61% |
| 银 | 1.59 × 10⁻⁸ | 105% |
这里的派生指标是电压降百分比，用于判断安装是否符合规范要求。NEC 建议分支电路最大压降3%，馈线和分支电路合计最大5%。IEC 60364 标准类似，建议照明负荷限制在4-5%，其他负荷5-7%。
使用方法
- 选择导体材料：铜或铝。
- 输入流过导线的电流值，单位安培（A）。
- 输入导线的单向长度，单位米（m）。
- 输入截面积，单位mm²（或参考AWG对照表）。
- 选择单相或三相，然后点击计算。
常见问题
可接受的电压降是多少？
NEC建议分支电路最大电压降3%，总计（馈线+分支）最大5%。例如120V电路中3%的压降意味着最多损失3.6V。超过5%可能导致设备故障和能源浪费。
为什么单相公式要乘以2？
电流需要从电源流向负载再返回，去线和回线都有电阻，所以总路径是单向距离的两倍。三相系统使用√3（约1.732），因为导体之间存在相位差。
温度如何影响电压降？
铜的电阻每升高1°C约增加0.393%。一根在60°C阁楼中通流的导线，电阻比室温时高约16%，电压降也相应增加。务必考虑实际工作温度。
应该选铜线还是铝线？
相同截面积下铜的电阻低约60%，压降更小。铝在大规格公用线路中更轻更便宜，但需要更大的截面积才能达到铜的效果。住宅布线一般用铜线。
交流和直流的电压降一样吗？
对于纯电阻性交流负载，直流电阻公式可以直接使用。对于含感性负载的交流电路（电机、镇流器），电缆的电抗会增加电压降。本计算器计算的是电阻分量，交流感性电路的实际压降可能高10-20%。
15A电路30米需要多大AWG线？
15A、120V单相电路30米距离，使用AWG 12铜线（3.31 mm²）压降约3.8%，超过3%限值。升级到AWG 10（5.26 mm²）可降至约2.4%。
技巧与建议
用AWG表对照线规和截面积：AWG 12 ≈ 3.31 mm²、AWG 10 ≈ 5.26 mm²、AWG 8 ≈ 8.37 mm²。导线电阻随温度升高而增大：铜的电阻每升高1°C约增加0.393%，因此在闷热的阁楼或管道中，实际压降会比计算值更高。对于交流感性负载（电机、变压器），阻抗包含电抗分量，有效电压降会超过纯电阻值。当布线距离较长（超过30 m）时，将线径加大一到两级通常比接受线路损耗更经济。