Penurunan voltase merupakan faktor yang mematikan kinerja aliran listrik: kabel aman, pemutus tetap terpasang, namun motor tetap panas, driver LED berdengung, dan perkakas kehilangan daya di ujung kabel yang panjang. Panduan ini menjelaskan cara penghitungan penurunan tegangan, mengapa jangka panjang memerlukan kabel yang lebih besar, perbedaan antara tembaga dan aluminium, dan perbedaan penurunan tegangan dengan ukuran ampacity yang sebenarnya diperlukan oleh kode lokal Anda.
Mengapa jangka panjang membutuhkan kawat yang lebih besar
Setiap konduktor mempunyai hambatan, dan hambatannya bertambah seiring bertambahnya panjang. Penurunan tegangan hanyalah hukum Ohm yang diterapkan pada resistansi tersebut: semakin jauh arus mengalir, semakin banyak tegangan yang hilang sebagai panas pada kawat. Karena arus harus mengalir keluar ke beban dan kembali lagi, rangkaian satu fasa atau DC menggunakan dua kali jarak satu arah dalam rumusnya.
Konsekuensi praktisnya adalah bahwa kawat yang berukuran sempurna untuk arus masih dapat menjatuhkan terlalu banyak tegangan pada jarak tertentu. Menggandakan lari secara kasar akan menggandakan penurunan, sehingga alat ukur yang baik pada jarak 25 kaki bisa gagal total pada jarak 100 kaki. Penyembuhannya adalah konduktor yang lebih besar (lebih banyak mil melingkar berarti lebih sedikit resistansi) atau, jika memungkinkan, tegangan sistem lebih tinggi.
Aturan 3% dan 5%.
Kode Kelistrikan Nasional tidak mewajibkan penurunan tegangan maksimum, namun catatan informasi untuk NEC 210.19 (sirkuit cabang) dan 215 (pengumpan) merekomendasikan untuk menjaga penurunan tegangan pada atau di bawah 3% pada sirkuit cabang dan 5% pada gabungan pengumpan plus cabang. Dengan tetap berada di bawah angka ini, peralatan akan tetap beroperasi pada voltase tetapannya, melindungi belitan motor, dan menghindari pencahayaan redup serta kesalahan peralatan yang mengganggu.
Kalkulator ini menandai nilai di atas 3% sebagai peningkatan yang layak dan nilai di atas 5% sebagai di luar spesifikasi. Perlakukan persentase tersebut sebagai target desain: beban kritis seperti motor dan perangkat elektronik sensitif akan mendapat manfaat jika tetap berada di bawah 3%.
Tembaga versus aluminium
Tembaga memiliki konduktivitas yang lebih baik daripada aluminium, sehingga tegangan yang turun pada alat ukur yang sama lebih kecil. Faktor K menunjukkan hal ini: 12,9 untuk tembaga versus 21,2 untuk aluminium, yang berarti aluminium menurunkan tegangan sekitar 64% lebih banyak pada ukuran yang sama. Aluminium lebih ringan dan lebih murah, itulah sebabnya ia mendominasi pengumpan utilitas dan pintu masuk layanan yang besar, namun biasanya Anda mengukurnya satu hingga dua langkah AWG lebih besar dari tembaga untuk menyesuaikan baik ampacity dan penurunan tegangan. Aluminium juga memerlukan senyawa antioksidan dan terminasi terukur.
Penurunan tegangan bukanlah ampacity
Sangat mudah untuk membingungkan keduanya. Ampacity adalah arus maksimum yang dapat dibawa oleh suatu konduktor tanpa panas berlebih, dan ini merupakan persyaratan keselamatan yang ketat dari NEC Tabel 310.16. Penurunan tegangan adalah metrik kinerja tentang berapa banyak tegangan yang bertahan selama perjalanan. Sebuah konduktor dapat memenuhi ampacity namun masih menurunkan tegangan terlalu banyak dalam jangka panjang, tepatnya ketika Anda menaikkan ukuran melebihi ukuran yang dibutuhkan ampacity. Selalu ukur ampacity terlebih dahulu menggunakan kalkulator ukuran kabel, lalu periksa penurunan tegangan dan perbesar jika diperlukan.