Co to jest spadek napięcia?
Spadek napięcia jest terminem używanym do opisania jakiegokolwiek zmniejszenia napięcia zasilania w pełnym obwodzie elektrycznym. Termin ten można zastosować do opisania utraty napięcia w określonym elemencie obwodu, straty napięcia mierzonej w całym obwodzie lub jako ogólny opis zjawiska utraty napięcia w obwodzie ogólnie. Wszystkie obwody elektryczne, bez względu na to, jak proste, wykazują pewną oporność na przepływ prądu elektrycznego przez nie. Opór ten skutecznie utrudnia prąd elektryczny, a tym samym pochłania energię. Ten wydatek energii powoduje obniżenie napięcia opisane terminem spadek napięcia.
Na przykład prosty obwód może składać się z 9-woltowej baterii przymocowanej do prostej lampy błyskowej za pomocą małego przełącznika. Gdyby zmierzyć napięcie na zaciskach akumulatorów przy otwartym przełączniku, odczyt multimetru wyniósłby około 9 woltów. Gdyby zamknąć przełącznik i podświetlić żarówkę, odczyt spadłby o około 1,5 wolta. Ta redukcja napięcia jest zwana spadkiem napięcia i wynika z pracy, jaką akumulator musi wykonać, aby zapalić żarówkę. Każdy element w obwodzie, w tym okablowanie, oferuje pewną oporność na przepływ prądu elektrycznego i spowoduje związany z nim spadek napięcia.
W aplikacjach, które są wyjątkowo wrażliwe na napięcie zasilania, takich jak urządzenia elektroniczne, straty te należy dokładnie obliczyć i odpowiednio dostosować napięcie zasilania, aby je uwzględnić. Na przykład 12-woltowy zasilacz prądu stałego (DC) zazwyczaj wytwarza moc wyjściową 13,8 woltów, aby uwzględnić zjawisko spadku napięcia. W aplikacjach wymagających bardzo długich przebiegów kabli powszechną praktyką jest stosowanie dość ciężkich kabli, które wykazują mniejszy opór przepływowi prądu elektrycznego, w celu zminimalizowania skutków strat napięcia. Całkowitą potencjalną stratę napięcia w dowolnym obwodzie należy zatem dokładnie obliczyć podczas fazy projektowania i specyfikacji projektu, aby upewnić się, że końcowy wynik spełnia wszystkie wymagania.
Wszelkie straty napięcia w obwodzie można na szczęście obliczyć z dużą dokładnością, stosując wzór spadku napięcia. Umożliwia to osiągnięcie spójnych i przewidywalnych wyników pod koniec instalacji. Obliczenia te będą się różnić w zależności od rodzaju obwodu, zasilania i zaangażowanych elementów i mogą być bardzo złożone, często wymagające użycia kalkulatora spadku napięcia. Jednak wymagają dokładnej regulacji specyfikacji zasilacza, aby uwzględnić rezystancję obwodu.