ความสามารถรับกระแสของสายขึ้นกับความร้อนและการติดตั้งอย่างไร

คำถามว่าสายขนาดนี้รับได้กี่แอมป์ยังมีข้อมูลไม่ครบ ถ้าไม่บอกชนิดฉนวน อุณหภูมิรอบ ระยะเวลาจ่าย และวิธีติดตั้ง สายที่นำกระแสเท่ากันอาจมีอุณหภูมิต่างกันเมื่ออยู่ในที่โล่งหรือถูกหุ้มรวมกับแหล่งความร้อนอื่น การอ่านความสามารถรับกระแสจึงต้องเริ่มจากเงื่อนไขของตาราง ไม่ใช่จำเลขแอมป์หนึ่งค่าคู่กับพื้นที่หน้าตัดตลอดไป

กระแสทำให้เกิดความร้อนในตัวนำ

เมื่อกระแสผ่านตัวนำที่มีความต้านทาน จะมีการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อน สำหรับค่ากระแสและความต้านทานที่พิจารณา กำลังสูญเสียคำนวณได้จาก I²R ความร้อนนี้ต้องถ่ายเทผ่านฉนวนและสิ่งแวดล้อม อุณหภูมิที่เกิดขึ้นจึงขึ้นกับทั้งกำลังที่สร้างและทางระบาย

ความต้านทานของสายขึ้นกับวัสดุ ความยาว หน้าตัด และอุณหภูมิ ขั้วต่อมีความสูญเสียของตนเองด้วย การบอกหน้าตัดตัวนำอย่างเดียวจึงยังไม่บอกจุดที่ร้อนที่สุดในชุดสาย หากฐานหรือขั้วมีปัญหา ความร้อนอาจกระจุกในช่วงสั้นแม้ตัวสายส่วนใหญ่ไม่ได้ร้อนเท่ากัน

1. 1
   ตัวนำ

   วัสดุ ความยาว หน้าตัด และอุณหภูมิกำหนดความต้านทาน

2. 2
   กระแส

   คำนวณกำลังสูญเสีย I²R ในสภาพที่ระบุ

3. 3
   การระบาย

   ตรวจมัดสาย ฉนวน และความร้อนรอบตำแหน่งติดตั้ง

4. 4
   เกณฑ์ใช้งาน

   เทียบข้อมูลเฉพาะสายและรถ พร้อมตรวจแรงดันตก

หน้าตัดเป็นเพียงหนึ่งตัวแปร

พิกัดอ้างถึงการติดตั้งและอุณหภูมิที่กำหนด

ผู้ผลิตสายกำหนดเงื่อนไขที่ใช้ประเมินกระแสต่อเนื่อง เช่น อุณหภูมิรอบ จำนวนตัวนำที่รับกระแส และการรวมสาย หากนำค่าของการวางในอากาศไปใช้กับมัดที่หุ้มแน่น ความสามารถระบายความร้อนอาจต่างไป ต้องใช้ข้อมูลที่ครอบคลุมสภาพนั้นจริง

เอกสารทางเทคนิคของ LAPP อธิบายปัจจัยลดพิกัดในบริบทการติดตั้งสายของผลิตภัณฑ์และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง บทนี้ใช้หลักว่าต้องอ่านเงื่อนไข ไม่ยกค่าตารางสำหรับงานอาคารหรืออุตสาหกรรมมาเป็นพิกัดสายรถโดยตรง งานยานยนต์ต้องเทียบข้อมูลสายและข้อกำหนดของผู้ผลิตรถอีกชั้นหนึ่ง

ตัวอย่างสมมติ: กระแสสองระดับในสายเดิม

ให้สายช่วงหนึ่งมีความต้านทานคงที่ 0.08 โอห์ม ณ อุณหภูมิที่กำหนด เมื่อมีกระแส 5 แอมป์ แรงดันตกเป็น 5 × 0.08 = 0.4 โวลต์และกำลังสูญเสียเป็น 5² × 0.08 = 2 วัตต์ หากกำหนดให้กระแสเพิ่มเป็น 10 แอมป์โดยความต้านทานยังเท่าเดิม แรงดันตกเป็น 0.8 โวลต์และกำลังเป็น 8 วัตต์

แรงดันตกเพิ่มสองเท่าแต่กำลังเพิ่มสี่เท่า ตรวจกลับจาก 0.8 × 10 = 8 วัตต์ได้ตรงกัน ตัวเลขนี้ไม่บอกว่าสายทน 10 แอมป์ได้หรือไม่ เพราะโจทย์ยังไม่มีชนิดฉนวน อุณหภูมิรอบ และการถ่ายเทความร้อน การใช้กำลังสูญเสียช่วยเห็นภาระที่เปลี่ยน ไม่ใช่การคำนวณพิกัดกระแสสำเร็จรูป

1. 1
   5 แอมป์

   แรงดันตก 0.4 โวลต์ กำลัง 2 วัตต์

2. 2
   10 แอมป์

   แรงดันตก 0.8 โวลต์ กำลัง 8 วัตต์

3. 3
   เวลา 30 วินาที

   กรณี 8 วัตต์ให้พลังงาน 240 จูล

4. 4
   ข้อจำกัด

   ยังไม่ทราบอุณหภูมิหรือพิกัดกระแสของสาย

ความต้านทานคงที่ 0.08 โอห์ม

แยกกำลังออกจากพลังงานและอุณหภูมิ

ถ้ากำหนดให้กรณี 8 วัตต์คงที่นาน 30 วินาที พลังงานที่เกิดในช่วงนั้นเป็น 8 × 30 = 240 จูล ส่วนกรณี 2 วัตต์นานเท่ากันเป็น 60 จูล แต่ยังหาอุณหภูมิเพิ่มไม่ได้โดยไม่มีมวล ความจุความร้อน และการถ่ายเทออกระหว่างเวลา จึงไม่ควรเติมจำนวนองศาจากพลังงานอย่างเดียว

โหลดที่ทำงานเป็นช่วงกับโหลดต่อเนื่องอาจต้องประเมินต่างกัน แต่การมีเวลาพักไม่ได้ให้สิทธิ์เพิ่มกระแสโดยไม่มีข้อมูล วงจรจริงอาจเริ่มรอบใหม่ก่อนเย็นกลับหรือมีโหลดอื่นอุ่นมัดสายอยู่ ต้องใช้รอบการทำงานที่สัมพันธ์กับการติดตั้ง ไม่ใช้เวลาที่ทดลองสั้นเป็นหลักฐานว่ารับได้ตลอด

แรงดันตกเป็นข้อจำกัดอีกด้านหนึ่ง

สายอาจไม่เกินเงื่อนไขอุณหภูมิแต่เสียแรงดันมากจนโหลดทำงานไม่เหมาะสมได้ โดยเฉพาะเส้นทางยาวซึ่งรวมทั้งด้านไปและกลับ การเลือกสายจึงต้องตรวจทั้งความร้อนและแรงดันที่ปลายโหลด การผ่านด้านใดด้านหนึ่งไม่ใช่การผ่านทั้งหมด

กลับกัน การวัดแรงดันตกต่ำไม่ได้รับรองว่าทุกจุดปลอดภาระความร้อน หากมีจุดต่อสั้น ๆ ที่เสียกำลังในพื้นที่เล็ก ต้องตรวจตามขอบเขตนั้นด้วย การบันทึกความยาวจริงและตำแหน่งขั้วจึงช่วยอธิบายทั้งความต้านทานรวมและจุดที่อาจต้องตรวจเพิ่ม

นำหลักไปใช้กับการอ่านข้อมูลสาย

เริ่มจากระบุชนิดสาย วัสดุตัวนำ หน้าตัด และข้อกำหนดฉนวน แล้วจดอุณหภูมิที่ตำแหน่งติดตั้ง การรวมมัด และช่วงรับกระแส หากมีข้อมูลลดพิกัดที่ใช้ได้กับสายและรูปแบบนั้นจึงนำมาคำนวณ ไม่สร้างตัวคูณจากตัวอย่างของสายคนละตระกูล

ในการส่งต่องานให้เขียนว่าค่ากระแสที่อ้างอยู่ภายใต้เงื่อนไขใด รวมทั้งข้อมูลที่ยังขาด เช่น อุณหภูมิภายในมัดหรือกระแสช่วงเริ่มต้น วิธีนี้ทำให้การเลือกหรือคืนสภาพสายมีเหตุผลตรวจได้ และไม่เปลี่ยนบทเรียนพื้นฐานเป็นตารางแอมป์สากลที่ละเลยการติดตั้ง

สิ่งที่ควรตรวจในคำอธิบายสุดท้าย

ตรวจว่าใช้คำว่าตารางมิลลิเมตรกับพื้นที่ตัวนำ ไม่ใช่เส้นผ่านศูนย์กลางฉนวน ใช้วัตต์กับอัตราความร้อนที่เกิด และใช้จูลกับพลังงานในช่วงเวลาที่ระบุ หากระบุองศาเซลเซียสต้องชัดว่าเป็นอุณหภูมิรอบหรือตัวนำ ความแม่นของหน่วยทำให้ผู้อ่านรู้ว่าค่าที่เห็นตอบคำถามใด และไม่เผลอใช้ผลคำนวณคนละชนิดแทนกัน

เมื่อตรวจสภาพติดตั้ง อย่ามองเฉพาะระยะที่สายยาวที่สุด จุดสั้นใกล้แหล่งความร้อนหรือจุดที่รวมหลายเส้นอาจเป็นเงื่อนไขจำกัดของทั้งวงจร การแยกช่วงตามสภาพแวดล้อมช่วยให้รู้ว่าค่าพิกัดที่กำลังใช้ครอบคลุมตรงไหน และตรงไหนต้องกลับไปตรวจข้อมูลเพิ่มเติม