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远程集中供电系统的电源线电压衰减

2016/3/28 21:02:42      点击:

线路压降与以下因素有关:

1、传输线的规格,即线径;知道线径通过查表即知其电阻率!

2、传输线的距离;

3、前端设备(摄像机、云台、解码器)的动作电流。(1台情况下,如果多台则要加N

4、要知道控制端的控制电压。

5、要上过初中物理课,知道欧姆电路P\I\R,功率、电流、电阻之间的公式关系!

6、要懂数学计算。

电阻率的计算公式为:ρ=RS/L

  ρ为电阻率——常用单位Ω·m

  S为横截面积——常用单位㎡

  R为电阻值——常用单位Ω

  L为导线的长度——常用单位m

几种金属导体在20℃时的电阻率

材料名称

电阻率(Ω m)

(欧姆·米)

电阻率(Ω mm)

(欧姆·毫米)

1.65 × 10-8

0.0165

1.75 × 10-8

0.0175

2.83 × 10-8

0.0283

5.48 × 10-8

0.0548

9.78 × 10-8

0.0978

2.22 × 10-7

0.2220

锰铜

4.4 × 10-7

0.4400

9.6 × 10-7

0.9600

康铜

5.0 × 10-7

0.5000

镍铬合金

1.0 × 10-6

1.0000

铁铬铝合金

1.4 × 10-6

1.4000

铝镍铁合金

1.6 × 10-6

1.6000

石墨

(813)×10-6

813

  可以看出金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,非金属和一些金属氧化物更大,而绝缘体的电阻率极大。锗、硅、硒、氧化铜、硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大,我们把这类材料叫做半导体(semiconductors)
  总结:常态下(由表可知)导电性能最好的依次是银、铜、铝,这三种材料是最常用的,常被用来作为导线等,其中铜用的最为广,几乎现在的导线都是铜的(精密仪器,特殊场合除外)铝线由于化学性质不稳定容易氧化已被淘汰。由于铝密度小,取材广泛,且价格比铜便宜,目前被广泛用于电力系统中传输电力的架空输电线路。为解决铝材刚性不足缺陷,一般采用钢芯铝绞线,即铝绞线内部包有一根钢线,以提高强度。银导电性能最好但由于成本高很少被采用,只有在高要求场合才被使用,如精密仪器、高频震荡器、航天等。顺便说下金,在某些场合仪器上触点也有用金的,那是因为金的化学性质稳定故采用,并不是因为其电阻率小所至。

电源线衰减计算

1 线径计算:电线电缆的规格都是用横截面积表示,如1.5mm2 2.5mm2等,通常可以将导线的线径除以2,再平方,乘以3.14。如1.5平方独股铜线线径1.38mm,计算(1.38/2×1.38/2×3.14×1股=1.494954平方,这就是合格的国标线径。(注:非国标的电源线应根据实测单位电阻值,于对应标准参数,然后换成后国标线径。计算公式为:由公式[电阻值=电阻率*长度/横截面]→换算为[横载面=(电阻率*长度)/电阻值])

2 电阻计算:电阻值=电阻率*长度/横截面

3 如果把各种材料制成长1米、横截面积1平方毫米的导线,在20℃时测量它们的电阻(称为这种材料的电阻率)并进行比较,则银的电阻率最小,其次是按铜、铝、钨、铁、锰铜、镍铬合金的顺序,电阻率依次增大。

铝导线的电阻率是铜导线的1.5倍多,它的电阻率p=0.0294Ωmm2/m,铜的电阻率p=0.01851 Ω·mm2/m,电阻率随温度变化会有一些差异。

则如果200m长的2*1.0的铜线作为电源线的话,电阻值=0.01851*200/1=3.702Ω

4 线路允许的电压降:普通红外枪机要求电压为直流12V,如果采用15V直流电源为枪机供电的话,允许的电压差是3V

5 线路最大电流=设备工作电流*设备个数,如某条线路上共有2个枪机,每个枪机工作电流为500ma,则该线路最大电流=500ma*2

6 导线的电阻=线路允许的电压降÷线路最大电流

由以上公式可以推导出,如果为某台要求工作电压12V,工作最大电流为500ma的枪机供电时,用15V直流电源进行远端供电,采用2*1.0的铜导线进行供电传输,线路最大长度应为:

导线的电阻=(15-12)÷0.5=6Ω

导线的电阻应为小于

电阻值=电阻率*长度/横截面 长度=电阻值*横截面/电阻率

所以,允许的导线长度最大=6*/0.01851=324M

所以采用2*1.0的铜线,许导线长度应小于324M,由于导线为双股,所以如果采用2*1.0的铜线,长度应小于324M/2=162M