Comment calculer la chute de tension sur les fils en fonction d'une tension d'alimentation et d'un courant? Comment anticiper les chutes de tension pour que la charge finale ait la tension d'alimentation correcte?

Quelle sera la perte de puissance?

Et si je ne connais pas la résistance du fil mais l'AWG ( American Wire Gauge ) et la longueur?

Chute de tension

Vous devez voir un fil comme une autre résistance placée en série. Au lieu de cela, une résistance connectée à une alimentation avec tension ...$\text{R}_{\text{load}}$$\text{V}$

Vous devriez le voir comme ceci, une résistance connectée via deux fils avec résistance à une alimentation avec tension :$\text{R}_{\text{load}}$$\text{R}_{\text{wire}}$$\text{V}$

Nous pouvons maintenant utiliser où représente la tension, pour le courant et pour la résistance.$\text{V} = \text{I}\cdot{}\text{R}$$\text{V}$$\text{I}$$\text{R}$

Un exemple

Supposons que la tension appliquée au circuit soit de . est égal à et la résistance est de (si vous ne connaissez pas la résistance du fil, voir ci-dessous "Calcul de la résistance d'un fil"). Dans un premier temps, nous calculons le courant à travers le circuit en utilisant :$5\text{V}$$\text{R}_{\text{load}}$$250\Omega$$\text{R}_{\text{wire}}$$2.5\Omega$$\text{I}=\dfrac{\text{V}}{\text{R}}$$\text{I}=\dfrac{5}{250+2\cdot2.5}=\dfrac{5}{255}=0.01961\text{A}=19.61\text{mA}$

Maintenant, nous voulons savoir ce que la chute de tension sur un morceau de fil utilise :$\text{V}=\text{I}\cdot{}\text{R}$$\text{V}=0.01961\cdot2.5=0.049025V=49.025\text{mV}$

Nous pouvons également calculer la tension sur de la même manière:$\text{R}_{\text{load}}$$\text{V}=0.01961\cdot250=4.9025\text{V}$

Anticiper la perte de tension

Et si nous avons vraiment besoin d'une tension de sur ? Nous devrons changer la tension de l'alimentation pour que la tension sur devienne .$5\text{V}$$\text{R}_{\text{load}}$$\text{V}$$\text{R}_{\text{load}}$$5\text{V}$

Dans un premier temps, nous calculons le courant par :$\text{R}_{\text{load}}$$\text{I}_{\text{load}} = \dfrac{\text{V}_{\text{load}}}{\text{R}_{\text{load}}} = \dfrac{5}{250} = 0.02\text{A} = 20\text{mA}$

Puisque nous parlons de résistances en série, le courant est le même dans tout le circuit. Par conséquent, le courant que la source d'alimentation doit fournir, , est égal à . Nous connaissons déjà la résistance totale du circuit: . Nous pouvons maintenant calculer la tension nécessaire en utilisant :$\text{I}$$\text{I}_{\text{load}}$$\text{R} = 250 + 2\cdot2.5 = 255\Omega$$\text{V}=\text{I}\cdot{}\text{R}$$\text{V}=0.02\cdot255=5.1\text{V}$

Perte de pouvoir

Et si nous voulons savoir combien de puissance est perdue dans les fils? Fondamentalement, nous utilisons , où représente la puissance, pour la tension et pour le courant .$\text{P}=\text{V}\cdot{}\text{I}$$\text{P}$$\text{V}$$\text{I}$

Donc, la seule chose que nous devons faire est de remplir les bonnes valeurs dans la formule.

Un exemple

Nous utilisons à nouveau l' alimentation avec et deux fils de chacun. La chute de tension sur un morceau de fil est, comme calculé ci-dessus, . Le courant dans le circuit était de .$5\text{V}$$250\Omega$ $\text{R}_{\text{load}}$$2.5\Omega$$0.049025\text{V}$$0.01961\text{A}$

Nous pouvons maintenant calculer la perte de puissance dans un fil:$\text{P}_{\text{wire}} = 0.049025\cdot0.01961 = 0.00096138\text{W} = 0.96138\text{mW}$

Calcul de la résistance d'un fil

Dans de nombreux cas, nous connaîtrons la longueur d'un fil et l'AWG ( American Wire Gauge ) du fil, mais pas la résistance. Il est cependant facile de calculer la résistance.$l$

Wikipedia a une liste des spécifications AWG disponibles ici , qui inclut la résistance par mètre en Ohms par kilomètre ou milliOhms par mètre. Ils l'ont également par kilofeet ou pieds.

Nous pouvons calculer la résistance du fil en multipliant la longueur du fil par la résistance par mètre.$\text{R}_{\text{wire}}$

Un exemple

Nous avons d'un fil 20AWG. Quelle sera la résistance totale?$500\text{m}$

$\text{R}_{\text{wire}} = 0.5\text{km} \cdot 33.31\Omega/\text{km} = 16.655\Omega$